表面等离子体激元共振技术检测三聚氰胺的研究

摘要

表面等离子体激元共振(Surface plasmon resonance，SPR)是一种物理光学现象，能通过检测芯片表面折射率或厚度变化来研究芯片表面分子间的相互作用过程。SPR技术具有实时、免标记、灵敏度高等优点，广泛用于蛋白-蛋白、抗原-抗体、受体-配体以及小分子化合物间相互作用的研究。
　　三聚氰胺（Melamine，C3H6N6）是一种非法加入奶制品中的小分子化合物。它是一种富氮化合物，含氮量高达66％，添加三聚氰胺的食品或牛奶中氮含量会显著提高。长期摄入三聚氰胺会对人体的泌尿生殖系统造成损害，因此，对三聚氰胺快速、可靠的检测对判断牛奶等的污染情况具有重要意义。针对SPR技术不易直接检测低浓度小分子的特性，开发出两种通过信号放大检测三聚氰胺的方法。该方法简单、快速、成本低，为牛奶中三聚氰胺的测定提供了新的技术支持。具体内容如下:
　　1、开发了基于免疫竞争反应检测三聚氰胺的方法。首先在羧甲基葡聚糖修饰的芯片表面引入三聚氰胺衍生物(NH2-melamine或BSA-melamine)，随后流动注射待测三聚氰胺与一定浓度的三聚氰胺单克隆抗体的混合溶液。基于溶液中三聚氰胺与芯片表面固定的三聚氰胺衍生物和溶液中一定浓度的三聚氰胺单克隆抗体之间的竞争反应，通过检测芯片表面结合的抗体所产生的SPR信号来实现溶液中三聚氰胺的定量分析。随着溶液中待测三聚氰胺浓度的增大，SPR信号随之降低。通过流动注射NaOH溶液可实现芯片的再生，从而大大提高了样品分析通量。在消除非特异性吸附方面，BSA-melamine修饰的芯片要优于NH2-melamine修饰的芯片。该方法有望用于牛奶中三聚氰胺的测定。
　　2、基于三聚氰胺与胸腺嘧啶(Thymine)的特异性结合性能，开发了DNA修饰的SPR芯片来检测三聚氰胺的方法。首先在羧甲基葡聚糖修饰的芯片表面引入探针DNA(NH2-A15)，随后流动注射待测三聚氰胺与一定浓度的靶点DNA(T15-biotin)以及链霉亲和素(Streptavidin，SA)的混合溶液。由于溶液中三聚氰胺与胸腺嘧啶(Thymine)的结合导致T15-biotin-SA复合物结合到芯片表面的量发生变化，通过检测相应的SPR信号来实现溶液中三聚氰胺的定量分析。SPR信号随着溶液中待测三聚氰胺浓度的增大而降低。该方法对三聚氰胺检测的线性范围为0.317-31.7 nM与31.7-634 nM。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 表面等离子体激元共振(SPR)

1．1．1 SPR的发展概况

1．1．2 SPR的基本原理

1．1．3 SPR传感器的分类

1．2 SPR传感芯片的制备

1．3 SPR的应用及新进展

1．3．1 SPR的应用

1．3．2 SPR技术的新进展

1．4 本论文的研究背景与意义

1．4．1 三聚氰胺简介

1．4．2 研究背景

1．4．3 本论文的研究意义

第二章 三聚氰胺衍生物修饰的SPR芯片灵敏检测三聚氰胺含量

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 溶液的配制

2．2．4 金膜的制备

2．2．5 实验仪器和校正

2．2．6 实验步骤

2．3 结果与讨论

2．3．1 实验方案的探索

2．3．2 免疫竞争抑制法检测三聚氰胺

2．4 结论

第三章 DNA修饰的SPR芯片灵敏检测三聚氰胺含量

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 溶液的配制

3．2．4 金膜的制备

3．2．5 实验仪器和校正

3．2．6 实验步骤

3．3 结果与讨论

3．3．1 竞争法检测原理

3．3．2 检测方法的可行性

3．3．3 实验条件的优化

3．3．4 三聚氰胺标准曲线

3．3．5 牛奶样品的非特异性吸附

3．4 结论

结论与展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢