基于纳米粒子/壳聚糖杂化膜的电化学免疫传感器的制备

摘要

本论文的研究工作中引入壳聚糖和纳米粒子复合材料等修饰电极，构建新型电化学生物传感器。主要研究工作如下
　　 1.提出了一种新颖的免疫传感器的制备方法，用于检测人血清中甲胎蛋白（AFP）的含量。采用一步合成法制备了GNP/CNT，与壳聚糖掺杂，用于吸附甲胎蛋白抗原。GNP/CNT/Ch复合膜作为AFP的固定载体，由于复合材料不同组分之间的协同效应，为ALP标记抗体和底物1-NP提供了非常好的电子传递路径。基于竞争免疫反应机制，该免疫传感器测定的结果与放射性免疫法得到的结果相对比，具有较高的准确性。在优化实验条件下，免疫传感器检测到甲胎蛋白在浓度范围1-55 ngml-1呈线性，检出限为0.6 ngml-1。该方法还可以进一步用于临床检测甲胎蛋白及其它重要的肿瘤标记物。该生物传感器能保持良好的生物活性，具有较好的检出限、线性范围及存储稳定性。
　　 2.本文提出了一步法合成纳米金/离子液体壳聚糖膜（GNP/IL-Ch），其作为一种新颖的固定载体来制备免疫传感器。纳米金/离子液体壳聚糖膜不但能防止离子液体的泄露，而且由于离子液体和纳米会的作用，能产生很好的电信号。将碱性磷酸酶标记的抗体固定于纳米金/离子液体壳聚糖膜，提出了一种新颖的PSA免疫传感器的制备方法。在最佳优化条件下，免疫传感器检测到PSA在浓度范围1.0-80 ngml-1呈线性。该生物传感器能保持良好的生物活性，具有较好的检出限、线性范围及存储稳定性。这种灵活性良好的生物传感器也可以应用于其他抗原或其他生物活性分子。
　　 3.本文研制了一种基于介孔硅负载碱性磷酸酶的电化学免疫传感器。这种方法是基于层层组装技术和一步法测定AFP的免疫分析测定原理。把碱性磷酸酶标记的抗体包埋在SBA-15的大介孔中，来制备新型的免疫通道传感器，用于检测甲胎蛋白（AFP）的含量。包裹在SBA-15介孔中的ALP标记的抗体仍然保留着它的催化和免疫生物活性。随着AFP抗原浓度的增加，由于形成的免疫复合物的影响而导致的空间位阻和阻抗的增加，从而引起了DPV峰电流的降低。在最佳优化条件下，免疫传感器检测到AFP在浓度范围1.0-150 ng ml-1呈线性，检出限为0.8 ng m-1。另外，我们还做了干扰实验，结果表明免疫通道具有良好的生物特异性和生物选择性。
　　 4.本文通过一步法合成纳米银/碳纳米管/壳聚糖膜，将其作为一种新颖的酶固定载体来制备高灵敏度的葡萄糖生物传感器。应用层层自组装方法将辣根过氧化物酶和葡萄糖氧化酶包埋在纳米银/碳纳米管/壳聚糖膜中来制备，生物传感器。将电子媒介物邻苯二胺和HRP共同固定于掺铟氧化锡（ITO）电极内层。在HRP的存在下，通过OPD检测出葡萄糖过氧化物酶催化氧化葡萄糖产生的过氧化氢的含量。在优化的实验条件下，制备的传感器能够检测线性范围为0.5μM到50μM，在信噪比为3时的最低检测限0.1μM。计算出的灵敏度为135.9μAmM-1。这种新颖的基于纳米银/碳纳米管/壳聚糖膜的生物传感器有灵敏的安培响应信号。