基于纳米技术的免疫传感器在生物标志物检测中的应用

摘要

疾病标志物（Biomarker）是一类与疾病特异性相关的生物蛋白质。在临床检测中，为了使病人在最佳的时间内得到治疗，准确、快速地对其进行检测非常重要，同时考虑到生物标志物痕量的特点，因此开发出高灵敏度的检测方法迫在眉睫。免疫传感分析方法是一种将免疫分析方法与传感技术相结合而发展起来的一种生物传感技术，它具有选择性好、操作简便、快速、灵敏等特点，已成功用于与某些疾病相关的蛋白质检测中。在免疫分析中标记免疫分析法运用较多，而作为最常用标记物之一的酶虽然选择性好、催化效率高，但是其需要在适宜的条件下才能起作用，因此寻求一些稳定性更好的类酶物质，以构建免疫传感器，其意义重大。
　　基于纳米材料在化学、光学、磁学、电学等方面呈现出的优异性能，引入功能化纳米材料，发展各种信号放大技术、增强界面与抗体的亲和力已成为当前化学免疫传感器的发展目标。
　　本论文便是在此背景下开展的，具体工作包括以下几个部分:
　　第一章绪论部分
　　绪论部分系统介绍了生物传感器的概念、分类，根据标记物的种类对标记免疫分析方法进行了分类比较;同时对免疫传感器的概念、种类进行了论述，并着重介绍了纳米材料在免疫传感器方面的应用;最后阐述本论文的设计思路。
　　第二章铁蛋白(Ferritin)的类酶性质及其在免疫传感器方面的应用
　　铁蛋白不仅具有类辣根过氧化物酶的性质，而且其酶活性比辣根过氧化物酶更稳定，表现出更强的热稳定性和抗酸碱性。本章基于纳米材料在生物传感方面的广泛应用以及铁蛋白作为信号标记分子独特的优势，构建了一种双放大的电化学免疫检测方法，首先以rGO-AuNPs材料修饰玻碳电极，同时利用金纳米颗粒合成AuNPs-Ab2-Ferritin复合物，通过两次免疫反应形成AuNPs-Ab2-ferritin/Ag/Ab1/rGO-Au-chi/GC夹心免疫结构，实现对人血浆硝化铜蓝蛋白(Nitrated CP)的检测。
　　第三章磁性纳米颗粒在免疫传感器方面的应用
　　磁性纳米颗粒因其独特的磁性、生物兼容性及类HRP的催化性质，近年来备受人们关注。本文以金纳米颗粒修饰电极以增大电极的比表面极，同时利用磁性纳米颗粒的较高比表面积及类酶活性等特点，合成了Fe3O4/Ferritin-Ab2复合物，并对磷化蛋白进行了检测。
　　第四章金纳米的荧光猝灭性质在免疫传感器方面的应用
　　本实验基于金纳米微粒的高效荧光猝灭作用，建立了一种基于抗原抗体特异性结合的荧光免疫分析方法。首先合成金纳米离子-罗丹明B-Ab2复合物，在此状态下，罗丹明B分子的荧光被高度猝灭，当加入赖氨酸后，该复合物中的罗丹明B分子从金纳米表面离开，从而使其荧光强度得以恢复，且荧光恢复强度与样品中的抗原浓度成比例，因此通过测定该体系荧光恢复的强度来达到测定抗原的目的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 生物传感嚣概述

1．1．1 生物传感器的基本概念

1．1．2 生物传感器的分类

1．2 免疫分析与免疫传感器

1．2．1 免疫分析法概述及其分类

1．2．2 免疫传感器

1．3 纳米材料及其在免疫传感器方面的应用

1．3．1 纳米材料概述

1．3．2 金属纳米材料在免疫传感器方面的应用

1．3．3 碳基纳米材料在免疫传感器方面的应用

1．3．4 磁性纳米颗粒在免疫传感器方面的应用

1．3．5 铁蛋白(ferritin)

1．4 展望

1．5 本论文设计思路

参考文献

第二章 铁蛋白(Ferritin)的类酶性质及其在免疫传感器方面的应用

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 酶活性稳定性探究

2．2．3 还原石墨烯／金纳米(rGO-AuNPs)材料的合成

2．2．4 金纳米(AuNPs)的合成

2．2．5 金纳米／抗体／铁蛋白复合物(AuNPs－Ab2－Ferritin)的合成

2．2．6 血浆铜蓝蛋白的硝化

2．2．7 电化学免疫传感器的构建

2．3 结果与表征

2．3．1 铁蛋白、辣根过氧化物酶活性的稳定性比较

2．3．2 rGO-AuNPs复合物的表征

2．3．3 金纳米／Ab2／铁蛋白(AuNPs／Ab2／Ferritin)复合物的表征

2．3．4 免疫传感器的电化学行为分析

2．3．5 检测条件的优化

2．3．6 免疫传感器样品分析性能

2．4 结论

参考文献

第三章 磁性纳米颗粒在免疫传感器方面的应用

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 金纳米／壳聚糖颗粒(AuNPs-CHI)的制备

3．2．3 抗体复合物(Ab2-Ferritin)的合成

3．2．4 抗体复合物(Fe3O4-Ab2-Ferritin)的合成

3．2．5 电化学免疫传感器的构建

3．3 结果与讨论

3．3．1 磁性纳米颗粒类酶性质探究

3．3．2 Fe3O4磁性纳米颗粒及AuNPs的表征

3．3．3 修饰电极的表征

3．3．4 免疫传感器的电化学行为分析

3．3．5 免疫反应时间的分析

3．3．6 免疫传感器的电化学行为研究

3．4 结论

参考文献

第四章 金纳米的荧光猝灭性质在免疫传感器方面的应用

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 Fe3O4-Ab1的合成

4．2．3 AuNPs的合成

4．2．4 RB-AuNPs-Ab2的合成

4．2．5 免疫过程

4．3 结果与讨论

4．3．1 金纳米微粒的表征结果

4．3．2 金纳米微粒的荧光猝灭性质

4．3．3 罗丹明B(RB)的荧光恢复

4．3．4 AuNPs-RB-Ab2的表征

4．4 P53(392)标准样品的检测

4．5 总结

参考文献

第五章 结论

致谢