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压电石英晶体凝血分析及微阵列免疫传感器的实验研究

张波  
【摘要】: 目的: 建立压电石英晶体振荡频率检测平台,探讨压电石英晶体传感器液相检测的影响因素,以此构建压电石英晶体凝血分析传感器和压电石英晶体微阵列免疫传感器,并探索临床应用的可行性。 方法: 1.利用微细加工技术制作石英晶体基片,在其表面蒸镀金膜电极,比较不同电极厚度及直径对凝血分析和免疫传感器检测的影响。在粘胶式2×5型微阵列传感器基础上建立夹具式2×5型微阵列传感器。自行设计制作自激式TTL振荡电路、优化PESA V2.0版频率记录分析软件。并将它们与温控、防震、屏蔽装置及计算机有机集成,以构建压电石英晶体微阵列传感器振荡频率通用检测平台。 2.探讨压电石英晶体传感器液相检测过程中,反应体系密度、粘度、离子浓度、pH、体积、温度以及重复加样、机械冲击等对晶体振荡频率的影响,以确定压电石英晶体生物传感器合适的检测体系和条件,减少或消除非特异性生物反应的干扰。 3.以血浆凝集反应过程为基础,观察压电石英晶体振荡频率在血浆凝集反应过程中的变化规律,建立血浆凝集反应起点和终点的判断标准,构建压电石英晶体传感器检测血浆凝血酶原时间(PT)、血浆凝血酶时间(TT)、血浆部分活化凝血酶时间(APTT)的方法。进行临床标本检测,并与STAGO磁珠法进行对比分析,探讨压电石英晶体凝血分析传感器用于临床检测的可行性。 4.分别用Sulfo-LC-SPDP巯基化固定法和蛋白A法将抗人胰岛素抗体固定在压电石英晶体免疫传感器金膜表面,比较抗体固定量及一致性、抗 压电石英晶体凝血分析及微阵列免疫传感器的实验研究 体膜的生物反应活性以及构建的压电石英晶体胰岛素免疫传感器的响应特 性和重复再生能力,寻找压电石英晶体免疫传感器抗体固定的最佳方法。 5.以2 xs型夹具式微阵列传感器为基础,设计并构建压电石英晶体 AFP一CEA一PSA一hCG肿瘤标志物微阵列免疫传感器,具体确定传感器的检测 时间、温度等条件,建立传感器检测标准曲线,观察检测灵敏度、线性检 测范围、非特异响应特性、再生重复使用能力。进行临床标本检测并与传 统标记免疫分析方法对比,探讨检测临床标本的可行性。 6.建立压电石英晶体胰岛素一C肤微阵列免疫传感器,观察传感器的响 应特性,并进行临床标本检测,探讨质量效应型压电石英晶体免疫传感器 检测小分子量生物分子的可行性。 结果: 1.AT切型、基频IOMHz,金膜电极直径4.Ollun,电极厚度在IO0nm一150nm 范围的石英晶体插损较小、液相起振能力强、频率稳定、灵敏度高、质量 负载能力大,最适合压电凝血分析和抗原一抗体结合的检测。在粘胶式微阵 列传感器基础上构建的夹具式微阵列传感器克服了因粘胶等方式导致传感 器的应力分布不均的弊端,频率稳定度液相蕊士ZHz/h,成功实现了传感器 在液相中的稳定振荡。 2.自行搭建的压电石英晶体微阵列传感器振荡频率通用检测平台采用 自激式TTL振荡检测电路,在液相中起振能力强大,其频率稳定度达10,Hz, 不加任何稳频、稳幅措施,真实地反映了压电石英晶体传感器振荡频率的 变化,完全满足压电石英晶体生物传感器的实用要求。功能优化后的PESA V2.0版频率记录分析软件,具有自行设置各初始参数,实时记录频率变化、 自动绘制频率变化趋势图及结果分析等多项功能,采集的数据自动输入到 计算机,智能化程度较高。并辅以温控、防震、屏蔽装置,减少和消除了 外界因素的干扰。把上述各部分有机整合成的压电石英晶体微阵列传感器 振荡频率检测平台具有小型、美观、智能、实用的特点。 3.压电石英晶体传感器液相检测时,反应体系密度、粘度、离子浓度、 PH对晶体振荡频率有影响,石英晶体振荡频率随溶液上述参量的增大而降 X 第三军医大学博士学位论文 低,以密度和粘度的影响最大;温度、机械冲击、重复加样不影响或暂时 影响石英晶体振荡频率,经短时间平衡后,石英晶体振荡频率会恢复到原 振荡频率值附近。 4.在血浆凝集反应过程中,石英晶体振荡频率随凝集反应的进行,反 应体系密度和粘度迅速增大,而呈阶梯状快速下降;在凝集反应终点附近, 出现晶体频率快速上升转而逐渐降低直至稳定的特征性变化。石英晶体频 率阶梯状快速下降的起点为血浆凝集反应的起点,在终点附近频率出现快 速升高到下降的转折点为凝集反应的终点,起点和终点之间的时间即为血 浆凝集反应时间。改变血浆凝集反应的条件,就可分别检测血浆PT、TT 和APTT。压电石英晶体凝血分析传感器检测结果与万别卯法作线性回归分 析,相关系数r分别为0.959、0.964、0.972,两种方法结果符合程度高。 5.Sulfo一LC一SPDP琉基化法和SPA法的操作难易程度及制备的压电石 英晶体胰岛素免疫传感器的检测灵敏度、检测时间相当。但Sulfo一LC一SPDP 琉基化固定抗体膜的量、一致性和生物反应活性以及制作的压电石英晶体 免疫传感器的响应能力、检测重复性、检测线性范围、非特异响应特性、 重复再生使用次数等均比S队法


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