金--抗体纳米复合物电化学免疫传感器的研究

摘要

电化学免疫传感器是将免疫学与电化学分析方法相结合而构建的生物传感器，它具有分析速度快、灵敏度高、价格低廉、选择性好以及操作简单等优点，在临床诊断、生物分析以及环境监测等领域得到广泛应用。免疫传感器的性能主要取决于电极表面生物分子的固定方法和选用的材料，因此免疫传感器中最关键的问题是如何将生物分子有效地固定在电极表面并保持其生物活性。纳米材料具有生物相容性好、比表面积大、吸附能力强等特点。本文将液-液界面法合成的金-抗体纳米复合物和石墨烯等应用于免疫传感器的构建，制备了一系列免疫传感器，并对免疫传感器的制备过程进行了表征，对其性能进行了研究。结果表明，本文制备的免疫传感器具有良好的稳定性和选择性。 本文主要进行了以下两个方面的工作: 1.液-液界面法合成金-抗体纳米复合物及其在甲胎蛋白免疫分析中的应用 利用液-液界面法合成金-抗体纳米复合物，基于此纳米复合物构建了一种检测甲胎蛋白的夹心免疫传感器。金纳米粒子在液-液界面上与抗体上的-NH2作用形成金-抗体纳米复合物。液-液界面法合成金-抗体纳米复合物可以使生物分子在金表面有序排列，有利于生物分子的富集。用这种方法合成的金-抗体纳米复合物可以直接提拉到ITO电极表面，既简化了电极的修饰过程又增大了检测信号。该免疫传感器对甲胎蛋白检测的线性范围为1-250 ng·mL-1，检测限为0.5ng·mL-1。此外该免疫传感器具有良好的重现性、选择性和稳定性，并应用于临床血清样品的检测。 2.基于石墨烯/金-抗体纳米复合物及以功能化石墨烯氧化物为载体构建的高灵敏电化学免疫传感器 基于石墨烯和液-液界面法合成的金-抗体纳米复合物膜，采用辣根过氧化酶标记的二抗功能化氧化石墨烯为信号放大标识，构建了夹心免疫传感器，用于检测甲胎蛋白。将石墨烯修饰在电极表面增大了电极的表面积并加快电极表面的电子传递速率;液-液界面法合成的金纳米粒子膜可以固定多个抗体分子同时起到信号放大的作用;将辣根过氧化酶标记的二抗功能化氧化石墨烯通过夹心免疫法固定在电极表面，极大地提高了免疫传感器的灵敏度。该免疫传感器对甲胎蛋白检测的线性范围为0.005-200 ng·mL-1，检测限为1.2 pg· mL-1。此外该免疫传感器具有良好的选择性和重现性，并应用于临床血清样品的检测。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 免疫传感器

1．1．1 免疫传感器简介

1．1．2 免疫传感器的类型

1．2 电化学免疫传感器

1．2．1 安培(电流)免疫传感器的原理

1．2．2 安培免疫传感器中抗原(抗体)的固定方法

1．3 金纳米粒子的合成方法

1．3．1 液-液界面法合成金纳米粒子

1．3．2 LB膜法合成金纳米粒子

1．3．3 电泳沉积法合成金纳米粒子

1．4 金纳米粒子在生物传感器中的应用

1．5 石墨烯在生物传感器中的应用

1．6 本论文的创新点

参考文献

第2章 液-液界面法合成金-抗体纳米复合物及其在甲胎蛋白免疫分析中的应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂

2．2．2 仪器

2．2．3 Au-Ab1纳米复合物膜的制备

2．2．4 免疫传感器的构建

2．2．5 免疫分析的测定条件

2．3 结果与讨论

2．3．1 Au-Ab1纳米复合物膜的表征

2．3．2 免疫传感器的电化学特性

2．3．3 免疫分析实验条件的优化

2．3．4 免疫传感器对甲胎蛋白的测定

2．3．5 免疫传感器的选择性、重现性和稳定性

2．3．6 实际样品测定

2．4 小结

参考文献

第3章 基于石墨烯／金-抗体纳米复合物及以功能化石墨烯氧化物为载体构建的高灵敏电化学免疫传感器

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂

3．2．2 仪器

3．2．3 Au-Ab1纳米复合物膜的制备

3．2．4 GO-Ab2-HRP复合物的制备

3．2．5 免疫传惑器的制备过程

3．2．6 免疫分析的测定条件

3．3 结果与讨论

3．3．1 Au-Ab1纳米复合物膜的表征

3．3．2 GO-Ab2-HRP的X射线光电子能谱图和紫外可见光谱图

3．3．3 电极修饰过程的电化学和交流阻抗表征

3．3．4 不同电极修饰方法的电化学特性的比较

3．3．5 免疫分析实验条件的优化

3．3．6 免疫传感器对甲胎蛋白的测定

3．3．7 免疫传感器的选择性和重现性

3．3．8 实际样品检测

3．4 小结

参考文献

第4章 结论

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢