基于納米材料構建電致化學發(fā)光免疫傳感器的研究.pdf

1、電致化學發(fā)光免疫傳感器是一種將電致化學發(fā)光技術與免疫學技術相結合而發(fā)展起來的具有易于操作、選擇性高、重現(xiàn)性好、靈敏度高、檢測快速以及線性范圍寬等特點的生物傳感器。傳感器敏感界面上生物識別系統(tǒng)的構建以及將生物識別元件轉化為可檢測物ECL信號是電致化學發(fā)光免疫傳感器研究過程中最為重要和關鍵的步驟。隨著納米材料的快速發(fā)展，由于納米材料獨特的電學性質、大的比表面積、好的生物兼容性等特點，各種納米材料在生物傳感器領域得到了廣泛的應用并實現(xiàn)傳感器靈

2、敏檢測。本文從利用納米材料及其復合材料構建敏感界面以及信號放大探針等方面進行了研究，構建了一系列的靈敏的電致化學發(fā)光免疫傳感器，主要研究內容如下:
　　 1、基于多壁碳納米管-Nafion和聯(lián)吡啶釕-納米鉑復合納米球構建的新型固相電致化學發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，首先制備Nafion分散的多壁碳納米管的復合物(Nafion-MWCNTs)作為固載基質，接著利用靜電作用制備了聯(lián)吡啶釕/納米鉑復合物(Ru-P

3、tNPs)，并通過陽離子交換作用和靜電作用將其修飾至Nafion-MWCNTs修飾的玻碳電極表面，進一步通過靜電作用和恒電位沉積法在其表面修飾納米鉑層，用于吸附抗體分子，從而制得基于聯(lián)吡啶釕的新型固相電致化學發(fā)光免疫傳感器。本實驗中通過對比有無利用納米鉑固載Ru(bpy)32+的不同修飾電極的電活性比表面積以及對ECL的不同貢獻的實驗，說明利用納米鉑大的比表面積、良好的導電性等特性可大大增加聯(lián)吡啶釕固載量并有效增加單位時間內激發(fā)態(tài)產量，

4、從而放大Ru(bpy)32+的ECL信號。在優(yōu)化的實驗條件下，該傳感器對甲胎蛋白抗原(AFP)的檢測具有較好的ECL響應，線性范圍0.01～10 ng/mL，最低檢測限為3.3 pg/mL(S/N=3)。該傳感器具有制備簡單、操作簡便、選擇性好、靈敏度較高的特性。
　　 2、基于納米金修飾多壁碳納米管的納米復合物和GOD標記抗體構建的原位產生魯米諾共反應試劑的超靈敏電致化學發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，我們構

5、建了基于原位產生H2O2與luminol共反應的電致化學發(fā)光免疫傳感器用于甲胎蛋白(AFP)的檢測。首先利用PEI作為連接試劑，制備了納米金修飾多壁碳納米管的納米復合物(AuNPs@MWCNTs)，并將其用于標記抗體和葡萄糖氧化酶(GOD)得到AuNPs@MWCNTs和GOD同時標記抗體的納米生物耦合物探針。由于AuNPs@MWCNTs具有大的比表面積和好的生物相容性，不僅可以固載大量的抗體和GOD分子，還能很好的保持生物大分子的活性及

6、GOD的催化活性，從而提高傳感器的靈敏度。采用雙抗夾心免疫模式，以多壁碳納米管作為電極基底修飾材料固載一抗，利用抗原抗體的特異性識別作用將具有放大作用的納米生物耦合探針組裝至傳感界面上，在含有一定量葡萄糖和luminol的檢測底液中，結合在電極上的GOD催化葡萄糖原位產生H2O2，接著催化luminol的ECL，同時納米金也在一定程度上催化luminol-H2O2的ECL，構建了超靈敏的電致化學發(fā)光免疫傳感器。實驗結果表明:該傳感器對A

7、FP的檢測具有很好的響應，且靈敏度、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性及選擇性都比較好，其線性范圍為0.0001～80 ng/mL，檢測下限為0.03 pg/mL。
　　 3、基于石墨烯復合納米材料放大魯米諾陰極電致化學發(fā)光構建的超靈敏電致化學發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，我們構建了基于石墨烯復合納米材料放大魯米諾陰極電致化學發(fā)光的超靈敏的電致化學發(fā)光免疫傳感器，用于檢測癌胚抗原(CEA)。首先，利用石墨烯在一定的電位掃描范圍內

8、能夠激發(fā)luminol的陰極ECL性能，將碳納米管和石墨烯的復合物修飾至玻碳電極表面構建一個能夠產生luminol陰極ECL傳感界面，然后恒電位沉積一層納米金用于固載一抗。利用石墨烯大的比表面積負載大量的納米鉑和鈀顆粒，并將其用于標記二抗和GOD得到納米生物耦合探針。采用雙抗夾心的免疫模式以及抗原抗體的特異性結合作用將具有識別和信號放大作用的納米生物耦合探針組裝到傳感界面上。實驗過程中，當檢測底液中含有一定量的葡萄糖和luminol時，