SPR生物传感器用于检测吲哚乙酸和脱落酸

摘要

3-吲哚乙酸（IAA）和脱落酸（ABA）是普遍存在的植物激素，在植物生长发育过程中起着重要的作用。IAA最基本的功能不但可以加速和调控植物的生长发育，而且还可以阻碍植物的生长和根、茎、组织建成的作用。ABA的基本作用是促进和抑制植物生长，促进叶子与果实的脱落，影响花期等作用。目前这两种植物激素的检测方法大都存在样品前处理复杂，费时，成本高，重现性和选择性差等缺点。因此，本研究采用了具有实时监测、样品无需预处理、快速灵敏检测等优点的表面等离子体共振（SPR）生物传感器检测IAA和ABA这两种植物激素。为了提高SPR传感器的灵敏度，本文采用两种方法：一种是将金/银合金纳米粒子作为敏化材料引入SPR生物传感器中，另一种是通过加长检测链的方式来提高SPR生物传感器检测的灵敏度。本文包括以下两部分实验内容：
　　（1）两种SPR生物传感器的构建以及对IAA的检测：一种是传统模式SPR生物传感器（传感器1），另一种是引入Au/Ag合金纳米粒子作为增敏材料的SPR生物传感器（传感器2）。首先用不同的物质修饰SPR的芯片。传感器1：先在裸金片上修饰MPA，再修饰蛋白A，蛋白A能与MPA末端的被EDC/NHS活化后的羧基结合使蛋白A修饰到芯片上，用盐酸乙醇胺对芯片进行灭活，IAA抗体的非抗原结合位点能与蛋白A结合使IAA抗体修饰到芯片上，最后进行对IAA的检测。传感器2：先在裸金片上修饰HDT， Au/Ag合金纳米粒子可与金硫键、金银键结合从而使其修饰到芯片上，接下来在传感器2上依次修饰MPA、蛋白A、IAA抗体的方法与传感器1相同。结果两种传感器均能成功的检测IAA，传感器1对IAA浓度为175~350μg/L所对应的波数变化进行线性回归分析，得到线性方程为y=-6.58+0.103 x，R2=0.994，检测限为25μg/L（S/N=3）；传感器2对IAA浓度为17.5~250μg/L所对应的波数变化进行线性回归分析，得到线性方程为y=4.27+0.104 x，R2=0.999，检测限为2.2μg/L（S/N=3）。说明传感器2中引入Au/Ag合金纳米粒子确实可以有效的提高检测的灵敏度，此外本实验所构建的SPR生物传感器具有良好的稳定性，特异性及重现性。
　　（2）构建两种SPR生物传感器并成功检测ABA：一种是MPA构建的SPR生物传感器（传感器1），另一种是巯基己酸构建的SPR生物传感器（传感器2）。通过分子自组装技术对SPR生物传感器的芯片进行修饰。传感器1依次修饰HDT、Au/Ag合金纳米粒子、MPA、蛋白A、IAA抗体，最后对ABA进行检测。传感器2与传感器1的不同之处在于将传感器1的MPA换成了巯基己酸，增长了3个碳链，通过加长检测链的方法来提高 SPR生物传感器的灵敏度。结果两种 SPR生物传感器均能成功的检测ABA，传感器1对ABA浓度为13.1~23.8μg/L所对应的波数变化进行线性回归分析，得线性方程为y=1.29+0.074 x，R2=0.995，检测限为2.3μg/L（S/N=3）；传感器2对ABA浓度为3.3~40μg/L所对应的波数变化进行线性回归分析，得线性方程为y=1.12+0.044 x，R2=0.992，检测限为0.56μg/L（S/N=3）。说明传感器2通过加长检测链确实可以有效提高检测的灵敏度，此外本实验所构建的SPR生物传感器具有良好的精密度，稳定性，特异性及重现性。

目录

声明

符号说明

1 前言

1.1 生物传感器

1.1.1 生物传感器的原理

1.1.2 生物传感器的特点

1.1.3 生物传感器的分类

1.1.4 生物传感器的发展

1.1.5 生物传感器的主要应用

1.1.6 生物传感器的研究展望

1.2 SPR生物传感器

1.2.1 SPR生物传感器的基本原理

1.2.2 SPR生物传感器的发展

1.2.3 SPR生物传感器的特点

1.2.4 SPR生物传感器的应用

1.2.5 金属纳米粒子在SPR生物传感器中的应用

1.2.6 SPR生物传感器的芯片

1.2.7 SPR生物传感器的检测方法

1.2.8 SPR生物传感器发展的新领域

1.3 FT-SPR生物传感器

1.4 3-吲哚乙酸(IAA)

1.4.2 IAA的检测方法

1.5 脱落酸(ABA)

1.5.1 ABA的概述

1.5.2 ABA的检测方法

1.6 选题背景与研究内容

2材料与方法

2.1 试剂与仪器

2.1.1 试剂

2.1.2 仪器

2.2 实验方法

2.2.1 溶液的配制

2.2.2 仪器参数

2.2.3 基于Au/Ag合金纳米粒子增敏的SPR生物传感器检测IAA

2.2.4 基于加长检测链增敏的SPR生物传感器检测ABA

3 结果与讨论

3.1 基于Au/Ag复合纳米粒子增敏的SPR生物传感器检测IAA

3.1.1 Au/Ag复合纳米粒子的表征

3.1.2 芯片的SPR光谱表征

3.1.3 IAA抗体在芯片上的固定

3.1.4 SPR生物传感器对IAA的检测

3.1.5 IAA的浓度与其SPR波数位移值的关系

3.1.6 SPR生物传感器的特异性

3.1.7 SPR生物传感器的精密度，稳定性和重现性

3.1.8 加标回收实验

3.2 基于加长检测链增敏的SPR生物传感器检测ABA

3.2.1芯片的SPR光谱表征

3.3.2 抗体在芯片上的固定

3.3.3 SPR生物传感器对ABA的检测

3.3.4 ABA的浓度与其SPR波数位移值的关系

3.3.5 加标回收实验

4 结论

4.1基于Au/Ag复合纳米粒子增敏的SPR生物传感器检测IAA

4.2基于加长检测链增敏的SPR生物传感器检测ABA

5 论文创新之处

参考文献

致谢

8攻读学位期间完成论文情况