基于金屬納米粒子和金屬氧化物納米粒子構(gòu)建的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究.pdf

1、電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器是一種將電致化學(xué)發(fā)光(ECL)分析方法與免疫技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物的敏感器件，具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)快速、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　 許多金屬納米粒子和金屬氧化物納米粒子，由于其大的比表面積、高的表面能以及表面原子特殊的電子結(jié)構(gòu)和活性，因而對(duì)許多電致化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光反應(yīng)過(guò)程具有優(yōu)良的催化性能。又因?yàn)檫@些納米粒子良好的生物相容性，因此可以用來(lái)作為生物標(biāo)記物，從而實(shí)現(xiàn)電致化學(xué)發(fā)光檢測(cè)信號(hào)的放大

2、，極大地提高了分析檢測(cè)的靈敏度。
　　 因此，我們希望將金屬納米粒子和金屬氧化物納米粒子用于構(gòu)建靈敏度、選擇性、檢出限等都令人滿意的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，實(shí)現(xiàn)腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)。本論文主要從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究工作：
　　 1、基于金納米粒子吸附L-半胱氨酸膜構(gòu)建的超靈敏的魯米諾電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，構(gòu)建了基于魯米諾電致化學(xué)發(fā)光的非標(biāo)記型免疫傳感器用于甲胎蛋白(AFP)的檢測(cè)。在傳感器

3、的構(gòu)建過(guò)程中，首先金納米粒子(AuNPs)被電沉積在玻碳電極表面，從而改善了電極表面的電子傳遞，極大地增強(qiáng)了魯米諾的發(fā)光信號(hào)。隨后，通過(guò)吸附作用，在金納米粒子修飾的玻碳電極表面，形成了L-半胱氨酸自組裝膜，進(jìn)一步增強(qiáng)了魯米諾的ECL信號(hào)，并提高了對(duì)抗體的吸附能力。然后，用1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)/N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化半胱氨酸中的羧基，使其與抗體中的氨基發(fā)生反應(yīng)，從而將抗體固定在電極上。最后，

4、用牛血清白蛋白(BSA)封閉電極表面的非特異性結(jié)合位點(diǎn)。從而率先構(gòu)建了基于L-半胱氨酸膜增強(qiáng)魯米諾電致化學(xué)發(fā)光的免疫傳感器用于免疫分析。由于AuNPs和L-半胱氨酸自組裝膜同時(shí)被用于放大魯米諾的電致化學(xué)發(fā)光信號(hào)，該傳感器的性能得到了極大的改善。因此，該傳感器具有高的靈敏度和寬的線性范圍，其檢測(cè)AFP的線性范圍為0.001-20 ng/mL，檢出限為0.33 pg/mL(S/N=3)。此外，該傳感器的檢測(cè)結(jié)果具有良好的重現(xiàn)性，可用于臨床診

5、斷。
　　 2、基于氧化鋅納米粒子和葡萄糖氧化酶修飾的石墨烯構(gòu)建的高靈敏魯米諾電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，用氧化鋅納米粒子(ZnONPs)和葡萄糖氧化酶(GOD)修飾的石墨烯作為標(biāo)記物構(gòu)建了原位生成過(guò)氧化氫作為共反應(yīng)試劑的夾心法魯米諾ECL免疫傳感器。為了構(gòu)建傳感器的基底，我們用抗壞血酸還原氯金酸和氧化石墨烯(GO)制備了金納米粒子AuNPs和石墨烯的復(fù)合物。上述制備的復(fù)合物修飾的電極具有良好的生物

6、相容性和穩(wěn)定性，為抗體的固定提供了良好的平臺(tái)。然后，我們?cè)O(shè)計(jì)了ZnONPs和GOD功能化的石墨烯標(biāo)記的二抗用于構(gòu)建新型的夾心法ECL免疫傳感器。由于GOD能原位生成過(guò)氧化氫和ZnONPs對(duì)魯米諾-過(guò)氧化氫體系發(fā)光反應(yīng)的催化作用，檢測(cè)的靈敏度得到了極大的提高。將該傳感器用于癌胚抗原(CEA)的檢測(cè)，其檢測(cè)的線性范圍為10 pg/mL-80 ng/mL，檢出限為3.3 pg/mL(S/N=3)。因此，該放在策略在腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)中具有良好的

7、應(yīng)用前景。
　　 3、基于金包裹四氧化三鐵納米粒子和葡萄糖氧化酶修飾的L-半胱氨酸功能化的石墨烯構(gòu)建的超靈敏的魯米諾電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，我們采用了酶和模擬酶的放大策略用于超靈敏的電致化學(xué)發(fā)光免疫分析。該方法使用了金包裹的四氧化三鐵納米粒子(Au@Fe3O4NPs)和GOD修飾的L-半胱氨酸功能化的石墨烯作為標(biāo)記物構(gòu)建夾心型的魯米諾ECL免疫傳感器用于AFP的檢測(cè)。結(jié)果顯示，上述納米復(fù)合物標(biāo)記