基于纳米材料的四种禽蛋蛋白质快速痕量检测方法的研究

摘要

蛋白质与人体新陈代谢、免疫应答及疾病发生等关系密切。鉴于禽蛋中丰富的蛋白质含量及重要的生理功能，有必要建立简便、快速、灵敏的蛋品蛋白质分析检测方法。利用纳米金和量子点纳米功能探针，结合特异性反应及免疫分析技术的方法，具有灵敏度高、检测速度快、抗干扰能力强等优势。本文以颗粒均匀，水溶性好的量子点与纳米金作为免疫探针，基于共振瑞利散射技术、荧光共振能量转移技术、免疫夹层及光开关技术，建立了禽蛋中抗生物素蛋白、卵黄免疫球蛋白、卵转铁蛋白、溶菌酶的检测方法，并应用于禽蛋以及蛋制品的检测，以期为蛋品中蛋白质检测的研究提供思路。
　　1、基于水溶性、分散性良好的纳米金，利用其瑞利散射特性，将其与生物素偶联成特异性探针，通过检测体系散射光信号，建立了抗生物素蛋白定量检测的新方法。该方法的线性范围为5 ng/mL到160 ng/mL，线性方程为ΔI=3.9785C+2.0808，线性相关系数是0.9936，检测限为0.59 ng/mL，比目前常用方法低1-2个数量级，灵敏度高。通过纳米金及其结合产物的透射电子显微镜图像和散射光谱阐释了共振瑞利散射产生的机制。本方法应用于蛋制品中抗生物素蛋白的检测，相对标准偏差小于5，回收率在102.97％-107.92%之间。
　　2、基于纳米金的瑞利散射特性，将其与鸡卵黄免疫球蛋白抗体偶联成特异性免疫探针，建立了定量检测鸡卵黄免疫球蛋白的新方法。该方法结合纳米金标记技术的高灵敏性以及鸡卵黄免疫球蛋白和鸡卵黄免疫球蛋白抗体免疫反应的高度选择性。根据检测散射光强度与鸡卵黄免疫球蛋白的线性关系，实现对鸡卵黄免疫球蛋白的快速检测，单个样品检测时间约为1 min。该方法的线性范围在4 ng/mL到200 ng/mL，检测限低至1.92 ng/mL。本方法可应用于各类蛋制品（包括蛋液、蛋粉和蛋黄酱）中鸡卵黄免疫球蛋白的检测。
　　3、基于纳米金对量子点的荧光猝灭，利用卵转铁蛋白标记的量子点和卵转铁蛋白抗体标记的纳米金作为特异性免疫探针，建立了定量检测卵转铁蛋白的新方法。研究了猝灭剂浓度对量子点荧光的影响，优化了各类检测条件。线性范围在0.05μg/mL到3.8μg/mL之间，检测方程为ΔF=25.928C+13.471，线性相关系数为0.9924，检测限为23.55 ng/mL。抗干扰能力强，当体系中存在的13种一定浓度的盐类、糖类、氨基酸和蛋白质时，体系散射强度变化小于5%。本方法已应用于蛋粉中卵转铁蛋白的检测。
　　4、基于荧光共振能量转移技术，利用纳米金对量子点的荧光猝灭，以量子点标记的葡萄球菌A蛋白和纳米金标记的鸡卵黄免疫球蛋白抗体作为免疫探针，建立了特异性定量检测鸡卵黄免疫球蛋白的新方法。利用与鸡卵黄免疫球蛋白免疫相互作用的葡萄球菌A蛋白和鸡卵黄免疫球蛋白抗体，鸡卵黄免疫球蛋白可以与量子点标记的葡萄球菌A蛋白和纳米金标记的鸡卵黄免疫球蛋白抗体的竞争结合，以此构建三明治检测结构。随着鸡卵黄免疫球蛋白浓度的增加，体系荧光强度呈现线性增强，线性范围为5ng/mL到200ng/mL，检测限为1.16 ng/mL，已初步应用于合成样品及实际蛋粉中IgY的检测。
　　5、基于免疫荧光光开关，利用纳米金对量子点的荧光猝灭（光开关关闭），利用溶菌酶与溶菌酶抗体的免疫作用，使用量子点标记的溶菌酶和纳米金标记的溶菌酶抗体作为特异性免疫探针，建立了溶菌酶的定量检测方法。当体系存在溶菌酶时，量子点标记的溶菌酶和纳米金标记的溶菌酶抗体的结合减少，纳米金对量子点的猝灭效果减弱，荧光强度增强（光开关开启）。本方法对pH值，检测温度、时间进行了优化，线性范围在50ng/mL到1000ng/mL，最低检出限为33.43 ng/mL。本方法已应用于蛋粉中溶菌酶的检测，达到了通过普通光学仪器进行高灵敏度蛋白质检测的目的。

目录

声明

缩略语表

第一章 前言

1 蛋白质分析的重要意义

2 禽蛋中重要蛋白质概述

3 纳米探针研究进展

4 论文选题的目的意义与研究内容

第二章 基于纳米金共振瑞利散射技术快速检测抗生物素蛋白

1实验材料和方法

2 结果与讨论

3 结论与讨论

第三章 特异性免疫纳米金探针共振瑞利散射检测鸡卵黄免疫球蛋白

1 实验材料与方法

2 结果与分析

3 结论及讨论

第四章 基于量子点与纳米金的共振能量转移检测卵转铁蛋白

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论及讨论

第五章 基于量子点与纳米金复合物利用免疫夹层结构开关检测免疫球蛋白

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论及讨论

第六章 基于免疫荧光光开关技术检测溶菌酶

1 材料与方法

2 结果与分析

3结论及讨论

第七章 总结

1 总结

2 创新点

3 展望

参考文献

致谢

附录