基于納米金-硫堇-Nafion自組裝的新型電流型酶免疫傳感器的研究.pdf

1、生物傳感器是由生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)、電子技術(shù)等多種學(xué)科相互滲透形成的新的研究領(lǐng)域。生物傳感器在臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境和食品工業(yè)等方面都有重要應(yīng)用，并以其體積小、專一度高、靈敏度高、檢測(cè)快速方便、成本低和容易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線活體檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。生物傳感器主要由生物識(shí)別系統(tǒng)(感受器)和換能器組成，其中將生物分子，如酶、抗原、抗體等，固定到換能器表面稱為生物功能物質(zhì)的固定化，固定化技術(shù)是生物傳感器的研究和開發(fā)中最為重要和關(guān)鍵的工作。

2、本文從電子媒介體的選擇，媒介體在電極表面的引入，生物分子固定方法的選擇以及新型酶免疫模型的構(gòu)建等方面就固定化技術(shù)進(jìn)行了探索和研究。主要研究了以下幾個(gè)部分： 1.介體型酶生物傳感器依靠電子媒介體提高了測(cè)定的靈敏度和準(zhǔn)確性，因而目前已成為生物傳感器家族中的主角，研究工作主要集中在電子傳遞媒介體的選擇和電極表面的修飾方法等方面。利用吸附力強(qiáng)生物相容性好的納米金顆粒與易成膜的聚乙烯縮丁醛(PVB)及葡萄糖氧化酶混合制成復(fù)合固酶膜基質(zhì)，制

3、備了穩(wěn)定性好壽命長(zhǎng)的葡萄糖氧化酶生物傳感器，并引入生物染色劑硫堇作為電子媒介體，增強(qiáng)了電子從酶的氧化還原中心到工作電極的表面?zhèn)鬏斔俾剩铀倭穗姌O反應(yīng)，降低了環(huán)境干擾，能夠初步應(yīng)用于臨床檢測(cè)。 2.電化學(xué)免疫傳感器是一種將電化學(xué)分析方法與免疫學(xué)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展出來的具有快速、靈敏、選擇性高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)的生物傳感器。電化學(xué)免疫傳感器通常通過對(duì)抗原或抗體進(jìn)行酶標(biāo)記來檢測(cè)信號(hào)，但酶標(biāo)操作費(fèi)時(shí)且易導(dǎo)致生物分子失活?；谧越M裝技術(shù)和靜電

4、吸附技術(shù)，研制了納米金/硫堇/Nafion膜修飾的無試劑電流型甲胎蛋白免疫傳感器。該方法根據(jù)抗原與抗體特異性結(jié)合形成的免疫復(fù)合物使敏感膜有效擴(kuò)散截面積減小的特性，提出了利用電子媒介體硫堇作為氧化還原探針間接檢測(cè)甲胎蛋白(AFP)的新方法。與傳統(tǒng)的免疫物質(zhì)測(cè)試方法相比，該方法具有無需對(duì)生物分子進(jìn)行標(biāo)記，不需競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，測(cè)試液中亦不需加入電活性物質(zhì)，只需在傳感器表面進(jìn)行常規(guī)免疫反應(yīng)后，將其轉(zhuǎn)移至測(cè)量池中測(cè)量響應(yīng)電流信號(hào)即可，具有操作簡(jiǎn)單、響應(yīng)

5、快、特異性強(qiáng)等特點(diǎn)。 3.酶免疫傳感器將酶的化學(xué)放大作用與免疫物質(zhì)的專一性識(shí)別相結(jié)合，兼有電化學(xué)分析的靈敏性和免疫反應(yīng)的特異性，為進(jìn)一步提高免疫傳感器的靈敏度，免去傳統(tǒng)酶標(biāo)操作的各種新型酶免疫傳感器越來越受到人們的關(guān)注?；诶备^氧化物酶(HRP)和納米金修飾的新型的電流型免疫傳感器用于乙型肝炎表面病毒的研究中提出了使用HRP代替牛血清白蛋白(BSA)封閉免疫電極上的非特異性吸附位點(diǎn)，并同時(shí)利用HRP的化學(xué)放大作用放大響應(yīng)電流信

6、號(hào)，進(jìn)而提高免疫傳感器的靈敏度的新方法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證明，該方法操作簡(jiǎn)單，切實(shí)可行，大大提高了免疫生物傳感器的靈敏。 4.利用層層自組裝技術(shù)研制了基于納米金/硫堇層層自組裝的新型電流型酶-癌胚抗原免疫傳感器。文中以帶正電荷的硫堇染料與帶負(fù)電荷的納米金顆粒通過靜電作用和共價(jià)鍵合作用層層自組裝到Nafion膜修飾的電極表面。與單層自組裝的納米金/硫堇/Nafion膜相比，層層自組裝膜具有高度有序、膜性能可控、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性更高等優(yōu)點(diǎn)