超灵敏免疫传感器的制备并用于生物标志物的检测

摘要

生物传感器属于新兴生物电子学科的研究领域，它是利用生物活性分子（如抗原、抗体、蛋白质、酶、DNA、细胞等）的识别功能，将生化信号转变为输出的可用信号，从而实现生命物质与化学物质的检测与监控的装置。而免疫传感器是将化学分析方法与免疫技术结合于一体发展而来的一种具有操作简便、选择性高、检测迅速、灵敏度高等优势的生物传感器。作为传感器一个重要分支的免疫传感器涉及了化学、材料、生物、医学、物理、信息技术、微电子技术等学科领域，无论是在机理方面的研究，还是实际应用方面的研究，免疫传感器都激发了各国工作者极大的研究热情。其应用领域主要包括医疗诊断、环境监测、食品工业、国防应用等。本论文主要做了如下工作:
　　（一）二茂铁-苯丙氨酸(Fc-F)水凝胶在电化学免疫传感器中的应用研究
　　合成的二茂铁-苯丙氨酸(Fc-F)超分子水凝胶材料具有氧化还原活性，且Fc-F在H2O2的作用下二茂铁基端可被氧化，导致凝胶结构被破坏从而降低了凝胶的氧化还原活性。我们预先修饰好水凝胶/壳聚糖电极，合成了碳纳米管/葡萄糖氧化酶/二抗复合物，运用“三明治”夹心法，制备了免疫传感器，实现了对人免疫球蛋白IgG的检测。此免疫传感器灵敏度高、选择性好、重现性优良，在0.1～100 pg/ml范围内呈现良好的线性关系。同时在血清样品中，对抗原IgG的回收率进行了研究，进一步证实此方法可用于实际样品的检测。
　　（二）基于硅烷化探针生物传感试纸的应用研究
　　在对免疫传感试纸的研究中，合成了3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)/戊二醛(GA)复合物，将其作为颜色探针，同时实现了对过氧化氢、葡萄糖、肿瘤标志物前列腺特异性抗原(PSA)的检测。在实验过程中我们发现复合物APTMS-GA呈现砖红色，并且当其与H2O2作用时，可以看到明显的颜色变化（砖红色-淡黄色-白色），因此在滤纸上修饰此复合物再与H2O2作用后，通过软件Image J对颜色强度分析，进而实现对H2O2的定量检测。通过在滤纸上固定葡萄糖氧化酶(GOx)，检测葡萄糖在GOx的作用产生的H2O2而实现对葡萄糖的检测。在检测PSA时，合成了纳米金棒/葡萄糖氧化酶/二抗复合标记物，根据夹心法，同样是通过检测产生的H2O2的量来实现对PSA的检测。此免疫传感试纸，成本低廉、制备简单，检测速度快、选择性好、稳定性强，同样可用于检测其他分析物。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 生物传感

1．1．1 生物传感器的简介

1．1．2 生物传感器的分类

1．2 免疫传感器的简介

1．2．1 免疫传感器的发展

1．2．2 免疫传感器的原理

1．2．3 免疫传感器的分类

1．2．4 免疫传感器的应用

1．2．5 免疫传感器的优势及前景

1．3 从免疫分析技术到免疫传感器

1．4 本论文的工作构想

第二章 二茂铁-苯丙氨酸水凝胶在电化学免疫传感器中的应用研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂和仪器

2．2．2 二茂铁-苯丙氨酸(Fc-F)的合成

2．2．3 二茂铁苯丙氨酸超分子水凝胶的制备

2．2．4 碳纳米管-葡萄糖氧化酶-二抗(CNT-GOx-Ab2)复合物的制备

2．2．5 免疫传感器的构造

2．3 结果与讨论

2．3．1 Fc-F的表征

2．3．2 基于Fc-F水凝胶构造的免疫传感器

2．3．3 免疫传感器性能分析

2．3．4 在血清样品中分析检测

2．4 结论

第三章 基于硅烷化探针生物传感试纸的应用研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器和试剂

3．2．2 APTMS对滤纸的修饰

3．3．3 葡萄糖传感试纸的制备

3．3．4 检测PSA的免疫传感试纸的制备

3．3．5 传感试纸颜色强度的变化

3．3 结果与讨论

3．3．1 传感试纸APTMS-GA对H2O2的检测

3．3．2 传感试纸对葡萄糖的检测

3．3．3 免疫传感试纸的制备

3．3．4 免疫传感试纸的重现性及选择性

3．3．4 免疫传感试纸回收率的研究

3．4 结论

第四章 结论

参考文献

主要研究成果

致谢