魯米諾及衍生物功能化的金納米材料及其在化學(xué)發(fā)光生物分析中的應(yīng)用.pdf

1、論文首先綜述了各種化學(xué)發(fā)光體系、多種功能化納米材料合成及性質(zhì)以及納米材料參與的化學(xué)發(fā)光生物分析的研究現(xiàn)狀。目前，帶有化學(xué)發(fā)光的功能化納米金材料的研究受到了人們的關(guān)注，但關(guān)于其合成的則鮮有報(bào)道。目前，構(gòu)建化學(xué)發(fā)光功能化金納米材料的方法是將化學(xué)發(fā)光分子直接通過橋聯(lián)分子嫁接到金納米材料的表面。這些化學(xué)發(fā)光分子包括釕的配合物和魯米諾。盡管這些方法對(duì)于生物分析有很高的靈敏度，但是仍存在一些缺點(diǎn)。例如，操作過程需要多步反應(yīng)、沉淀洗滌、減壓蒸餾、過濾

2、、分散等多個(gè)步驟才能完成，非常麻煩、耗時(shí)。這些缺點(diǎn)限制了這些方法的實(shí)際可應(yīng)用性?；诖?，本論文以化學(xué)發(fā)光功能化納米金材料的合成及其在生物傳感器中應(yīng)用為研究對(duì)象。利用化學(xué)發(fā)光試劑同時(shí)作為還原和保護(hù)試劑，發(fā)展了兩種常溫下合成發(fā)光功能化納米金材料的方法，制備出既具有金納米粒子特性又能保持發(fā)光試劑發(fā)光活性的功能化納米金材料，并以發(fā)光功能化納米金為基元構(gòu)建了免疫和DNA生物分析探針，探討了其在化學(xué)發(fā)光和電致化學(xué)發(fā)光生物分析中的應(yīng)用；分別以發(fā)光試劑

3、和發(fā)光功能化納米金為標(biāo)記物，發(fā)展了兩種基于納米金放大技術(shù)的超靈敏電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.基于N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾為發(fā)光標(biāo)記物和納米金放大技術(shù)，構(gòu)建了一種新型的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器測(cè)定人免疫球蛋白G（IgG）。首先一抗可以有效的被直接固載到納米金修飾電極上，然后通過雙抗夾心的模式將被測(cè)物抗原和ABEI標(biāo)記的二抗固載到修飾電極上，形成電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。在雙階脈沖的電化學(xué)方式下，

4、對(duì)人IgG的檢測(cè)濃度范圍為5 ? 100 ng/mL，以三倍信噪比（S/N=3）計(jì)算，其檢測(cè)限為1.68 ng/mL。通過平行測(cè)定9次濃度為60 ng/mL的人IgG對(duì)該免疫傳感器重現(xiàn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.79 ％。該傳感器的使用十分簡(jiǎn)單，靈敏度高，已被成功用于實(shí)際人血清樣品中IgG的檢測(cè)。
　　 2.建立了一種基于魯米諾功能化納米金同時(shí)作為標(biāo)記物和發(fā)光物以及納米金和生物素與鏈酶親和素體共同放大作用的新型超靈敏電致

5、化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。生物素化的一抗可以有效的被固載到連有鏈酶親和素的納米金修飾電極上，抗原和魯米諾功能化納米金標(biāo)記的二抗隨后通過雙抗夾心的模式被進(jìn)一步的固載到修飾電極上，從而得到電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。在雙階脈沖電壓的電化學(xué)方式下，在含有1 mmol/L過氧化氫的0.02 mol/L pH=9.8碳酸鹽緩沖為工作液中，該免疫傳感器表現(xiàn)出極好的電致化學(xué)發(fā)光信號(hào)響應(yīng)。利用電致化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，測(cè)定人IgG的線性范圍為7.5 ? 100 pg/m

6、L，以三倍信噪比（S/N=3）計(jì)算，檢測(cè)限為1.0 pg/mL。通過平行測(cè)定9次濃度分別為30、50、70 pg/mL的人IgG對(duì)該免疫傳感器重現(xiàn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，所得到的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)果分別為4.4％、2.1％、2.6％，證實(shí)此電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的重現(xiàn)性較好，該免疫傳感器還被成功用于對(duì)實(shí)際人血清樣品中IgG的檢測(cè)。與分子、酶、量子點(diǎn)和其它納米金為標(biāo)記的化學(xué)發(fā)光免疫分析方法相比，魯米諾功能化納米金用于標(biāo)記時(shí)，標(biāo)記過程十分簡(jiǎn)單、快速且廉價(jià)

7、。在原理上，該傳感器可以被應(yīng)用到其它基于抗原與抗體的生物分子的測(cè)定。
　　 3.發(fā)現(xiàn)化學(xué)發(fā)光試劑N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾能夠在水相室溫下，通過種子生長(zhǎng)法直接還原HAuCl4制備出不同形態(tài)的化學(xué)發(fā)光功能化納米金材料。這種合成方法非常簡(jiǎn)單，不需要加入其它的穩(wěn)定劑和還原試劑。利用紫外-可見吸收光譜、X射線光電子能譜、透射電子顯微鏡和X射線粉末衍射等分析手段對(duì)所合成的金納米粒子的形貌和表面化學(xué)組成進(jìn)行仔細(xì)研究。結(jié)果表明隨著

8、ABEI的量的增加可得到從球狀、球狀金納米顆粒組裝的鏈狀、球狀金納米顆粒組裝的準(zhǔn)網(wǎng)狀到球狀金納米顆粒組裝的網(wǎng)狀的不同形態(tài)的金納米材料。在金與氮之間的弱共價(jià)作用下，N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾及其氧化產(chǎn)物被連接在金納米顆粒的表面。同時(shí)，對(duì)所制得具有不同形態(tài)的金納米材料的組裝機(jī)理也進(jìn)行了探討。進(jìn)一步的研究所合成出的納米金材料具有優(yōu)良的化學(xué)發(fā)光活性，可用于標(biāo)記生物分子如蛋白質(zhì)和DNA，制備生物探針，在生物分析中具有廣闊的應(yīng)用前景。<

9、br>　　 4.在水相常溫環(huán)境下，以發(fā)光試劑異魯米諾作為還原劑，通過種子誘導(dǎo)生長(zhǎng)法還原HAuCl4制備具有特殊形貌（蝌蚪狀）的化學(xué)發(fā)光功能化的金納米材料。我們通過透射電子顯微鏡和紫外-可見吸收光譜等分析手段表征和研究了所合成的蝌蚪狀金納米粒子的形貌及狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，種子溶液和硝酸銀的用量、異魯米諾及十六烷基三甲基溴化銨的濃度對(duì)所合成的蝌蚪狀金納米材料有重要的影響。隨后，對(duì)所得蝌蚪狀化學(xué)發(fā)光功能化的金納米材料生長(zhǎng)機(jī)機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的探討研