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纸上SERS免疫分析技术研究

陈媛媛  
【摘要】:表面增强拉曼光谱(SERS)是在拉曼散射的基础上建立起来的分析表征技术。由于其谱带窄、分辨率高、可猝灭荧光、水干扰小、灵敏度高等优点,SERS被广泛应用于表面科学、材料科学和生物医学等领域。但是,SERS能否发展成为一种具有实际应用意义的分析技术,很大程度上取决于SERS的重现性和稳定性,其中关键之处就是制备出灵敏度高、重现性好、稳定性高、易制作的SERS活性基底。本文致力于构造灵敏度高、制作简单、易实现微型化和阵列化的SERS活性基底,并将其应用于化学和生物分子的分析检测。本论文的主要研究内容如下: 在第二章中,通过自组装技术,将银溶胶吸附到具有微米级纤维结构的滤纸表面上,制得的银粒子膜作为SERS基底。考察了氯离子对此SERS基底的影响,通过紫外-可见吸收光谱表征了氯离子对银溶胶聚集状态的影响,并采用扫描电子显微镜对制备出的SERS基底进行了形貌表征。以水产品中残留物孔雀石绿为SERS探针分子,通过氯离子的加入量来控制银纳米颗粒(AgNPs)的团聚状态,可以获得最佳SERS增强效应,5×10~(-10)M的孔雀石绿即可产生1000计数左右的SERS信号,检测限低至10~(-10)M。 在第三章中,将纸上SERS技术扩展到酶生物分析中,利用一台薄层电动点样器将上一章中含氯银溶胶点到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的滤纸上,形成传感阵列,用于碱性磷酸酶的分析检测。PVP是一种具有很强粘结能力的非离子型表面活性剂,PVP修饰的滤纸作为粒子膜衬底,有效控制了含氯银溶胶在滤纸上的扩散,获得了形状较好、表面较均一的粒子膜,制得的AgNPs/PVP/滤纸SERS活性基底表现出了较高的有序性和均匀的SERS增强效应。碱性磷酸酶催化水解5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸二钠(BCIP)得到的产物BCIP二聚体具有强的SERS活性,通过酶催化产物的SERS检测实现了碱性磷酸酶的分析检测,获得了较宽的线性范围(4.14×10~(-9)-4.14×10~(-13)M)。 在第四章中,基于磁性分离和酶的催化作用,建立了一种相对简单的SERS酶联免疫分析方法。磁性微球表面上固定的抗体特异性捕获待测抗原,再与碱性磷酸酶标记抗体结合,形成夹心型免疫复合物,加入底物BCIP,酶催化水解生成BCIP二聚体,在上一章中设计出的AgNPs/PVP/滤纸SERS活性基底上产生了很强的SERS效应,从而实现了小鼠IgG的检测。实验结果表明,此方法的检测下限可达0.33ng/mL,线性范围为1-500ng/mL。


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