基于L-Dopa的仿生LAPS用于肿瘤标志物的非标记联合检测与氨基酸铋配合物的生物功能研究

摘要

肿瘤标志物的检测是肿瘤临床筛查、早期诊断、早期治疗的关键，特别是多肿瘤标记物的联合检测更是目前基础医学与临床医学研究的热点。
　　 本硕士论文以贻贝类相关蛋白的主要成分L-3，4二羟基苯丙氨酸(L-Dopa)为修饰物，以Si3N4/SiO2/Si结构的硅芯片为基底，构建出一种基于L-Dopa分子修饰的仿生光寻址电位传感器(LAPS)检测系统，并将其应用于多种肿瘤标志物的非标记联合检测分析。
　　 首先，我们将L-Dopa分子修饰、锚定在芯片表面，通过X-射线光电子能谱(XPS)实验，表征了L-Dopa对LAPS芯片的修饰结果；通过理论计算模拟L-Dopa与LAPS芯片表面的结合方式；然后，我们用经L-Dopa活化的LAPS检测系统研究了抗原(鼠IgG)与抗体(兔抗鼠IgG)免疫反应的特异性结合实验，探讨了新构建的基于L-Dopa修饰硅基底芯片LAPS检测系统的可行性与可靠性。此外，本论文进一步应用该系统检测甲胎蛋白(AFP)，癌胚抗原(CEA)，癌症抗原19-9(CA19-9)和血清铁蛋白四种肿瘤标记物的非标记抗原抗体的结合情况，并将实验得到的响应范围及灵敏度与临床阈值进行了对比分析。实验结果表明，本论文提出的基于生物启发式光寻址电位传感器的非标记多重肿瘤标志物检测为肿瘤临床检测提供了一种新方法。
　　 在本论文的第二部分，通过绿色、经济、温和的方法合成出三种不同形态的天冬酰胺.铋配位复合物(BACPs)，应用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)和元素分析(EA)等方法对BACPs的结构进行检测，结果表明其结构分别呈现出一维的纳米线结构、多层次的微球结构和多孔海绵块状结构形态。通过3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)细胞活性检测和二乙酸荧光素/碘化丙啶(FDA/PI)死活细胞染色等检测方法，测定BACPs的生物相容性。经十二烷基硫酸钠.聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)实验检测表明，BACP-2具有抑制胃蛋白酶活性的功能，在催化反应和胃病治疗领域等有一定的应用价值。

目录

文摘

英文文摘

缩略词表

第一章 引言

第一节 基于L-Dopa的仿生光寻址电位传感器用于多种肿瘤标志物的非标记生物检测

1.1.1 L-Dopa的性质及在基底表面修饰中的作用

1.1.2 分子自组装及表面修饰

1.1.3 肿瘤标志物的特点及临床分类

1.1.4 四种典型肿瘤标志物的临床指标及意义

1.1.5 肿瘤标志物检测的常用方法

1.1.6 肿瘤标志物联合检测的优点及研究现状

1.1.7 非标记的多生物标记物检测研究现状

1.1.8 光寻址电位传感器(LAPS)的原理及应用

1.1.9 研究课题的提出与研究方法

第二节 纳米结构功能化氨基酸铋配合物的合成和生物毒性检测

1.2.1 胃病及其治疗药物

1.2.2 铋剂及其作用机制

1.2.3 配位聚合物

1.2.4 金属配合物的催化功能

1.2.5 研究课题的提出与研究方法

第二章 基于L-dopa的仿生光寻址电位传感器用于多种肿瘤标志物的非标记生物检测

第一节 实验材料

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验试剂

第二节 实验方法

2.2.1 LAPS芯片的制作

2.2.2 LAPS芯片的生物功能化修饰

2.2.3 X射线光电子能谱(XPS)的测量

2.2.4 分子模型和分子动态模拟

2.2.5 LAPS检测系统及装置

2.2.6 表面修饰和信号检测

2.2.7 四种肿瘤标志物的检测

第三节 结果与讨论

2.3.1 L-Dopa修饰前后LAPS芯片表面的XPS测量结果

2.3.2 L-Dopa分子在芯片表面结合状态的理论计算

2.3.3 LAPS工作点的选择

2.3.4 实验步骤Ⅰ-Ⅳ的检测结果

2.3.5 LAPS对蛋白固定的响应

2.3.6 LAPS对Ab检测的响应

2.3.7 肿瘤标志物抗体的非标记检测

2.3.8 肿瘤标志物抗原的非标记检测

2.3.9 数据分析

第四节 本章小结

第三章 纳米结构功能化氨基酸铋配合物的合成和生物毒性检测

第一节 实验材料

3.1.1 实验试剂

3.1.2 实验仪器

第二节 实验方法

3.2.1 不同形态的BACPs的合成

3.2.2 BACPs的X-射线光电子能谱和元素分析

3.2.3 BACPs对重金属作用催化

3.2.4 MTT方法检测BACPs的细胞活性

3.2.5 DiO染色

3.2.6 FDA/PI染色

3.2.7 聚丙烯酰胺凝胶电泳

第三节 结果与讨论

3.3.1 三种不同形态的BACPs的制备

3.3.2 三种BACPs的XPS和EA分析结果

3.3.3 BACPs的吸附重金属和催化作用

3.3.4 BACPs的MTT毒性检测结果

3.3.5 DiO染色实验

3.3.6 用十二烷基硫酸钠.聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法检测胃蛋白酶对牛血清白蛋白(BSA)的消化能力

3.3.7 SDS-PAGE法检测BACP-2对胃蛋白酶消化能力的抑制作用

第四节 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果