新型混合自組裝膜界面的壓電免疫傳感器研究.pdf

1、壓電免疫傳感器因制備簡單、靈敏度高、價(jià)格低廉、操作方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究并已在生物檢測中逐步得到了應(yīng)用。然而，如何將抗體或抗原固定在電極表面，提高傳感器靈敏度以及怎樣降低傳感界面的非特異性吸附，提高傳感器的選擇性等問題嚴(yán)重阻礙了壓電免疫傳感器進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。據(jù)此，本文發(fā)展了幾種新型的生物分子固定方法，并采用這些方法構(gòu)建了抗精子抗體、甲狀腺素T4 等多種新型壓電免疫傳感器。主要工作包括如下： （1）自組裝膜是分子通過化學(xué)鍵作用

2、自發(fā)形成的熱力學(xué)穩(wěn)定性膜，這種膜因具有排列有序、高密堆積、制備簡單等特點(diǎn)而被廣泛使用。但是，由單一組分形成的自組裝膜，因傳感界面反應(yīng)基團(tuán)的密度過高，固定生物分子時(shí)空間位阻較大，從而降低了生物分子的固定量，而且還導(dǎo)致了非特異性吸附。因此，本文提出用兩種不同的巰基化合物（半胱胺和巰基丙酸）共同自組裝形成混合自組裝膜。其中巰基丙酸所提供的羧基經(jīng)EDC 和NHS 活化后連接抗原，從而使傳感界面具有分子識別功能；而含氨基的半胱胺卻起到了“稀釋劑”

3、和“封閉劑”的作用，使反應(yīng)界面羧基密度降低，空間位阻減小，從而增大了抗原固定量，同時(shí)也降低了非特異吸附?；诖斯潭ǚ椒?gòu)建了抗精子抗體壓電免疫傳感器。 （2）納米金具有三維立體結(jié)構(gòu)，比表面積大，生物相容性好等特點(diǎn)。與平板金電極比較，納米金能固定更多的生物分子，且能很好地保持生物分子的活性。 但是，若將生物分子直接固定在納米金表面，生物分子定向固定的程度不高，使得納米金表面得不到充分利用；而且納米金與蛋白質(zhì)還會因靜電作用引

4、起非特異性吸附，干擾待測物的分析測定。因此，本文提出了將納米金與混合自組裝膜相結(jié)合的固定化方法。通過雙巰基化合物將納米金組裝到電極表面，然后在納米金表面組裝一層混合自組裝膜，最后，活化混合膜所帶的羧基以固定抗原，實(shí)現(xiàn)抗體的檢測。實(shí)驗(yàn)表明：此固定化方法與納米金直接固定法比較，免疫反應(yīng)的頻率響應(yīng)值要大，抵制非特異性吸附的能力要強(qiáng)。基于此方法構(gòu)建了一種新的抗精子抗體壓電免疫傳感器。 （3）第三章中，實(shí)驗(yàn)證明了在納米金表面組裝混合膜，既

5、能提高生物分子的固定量，又能抵制非特異性吸附。但是，納米金表面組裝的是長鏈巰基化合物，長鏈巰基化合物組裝在納米金表面的時(shí)候可能發(fā)生彎曲、纏繞的現(xiàn)象；而且整個(gè)過程是通過層層自組裝完成的，這都會影響生物分子的固定。據(jù)此，本文提出： 先將納米粒子表面組裝一層短鏈巰基化合物的混合膜（半胱胺，巰基已醇），再將被混合膜修飾了的納米金粒子組裝到被巰基丙酸修飾的電極上（用EDC 和NHS活化羧基），基于此方法研制了甲狀腺素T4 壓電免疫傳感器。

6、 （4）納米金粒子組裝到電極表面一般是通過層層組裝完成的，它是基于靜電作用或金－硫鍵強(qiáng)相互作用。層層組裝的方法能控制膜的厚度及密度，但需多步洗滌、浸泡的過程，而且操作繁瑣、費(fèi)時(shí)。據(jù)此，本文提出了：將納米金與1，6－二巰基己烷、巰基丙酸混合，通過反應(yīng)，在溶液中形成了混合膜修飾的網(wǎng)狀納米金膜。若將電極插入到該溶液中，電極表面就能修飾一層網(wǎng)狀納米金膜（網(wǎng)狀膜上存在自由巰基，它與金電極形成金－硫鍵）。膜上的羧基經(jīng)活化后，可用來固定生物分

7、子，研制新型的壓電免疫傳感器。 （5）超支化樹狀化合物具有三維立體結(jié)構(gòu)，末端帶有功能團(tuán)，能增加固定生物分子的數(shù)目，產(chǎn)生“放大效應(yīng)”，從而提高了傳感器的靈敏度。本文提出：先將含羧基的超支化樹狀化合物用EDC 和NHS 活化，再將活化了的超支化樹狀化合物組裝到被半胱胺修飾的電極上。這樣形成的膜均勻、穩(wěn)定，且增加了生物分子的固定量，從而提高了傳感器靈敏度。 （6）電聚合膜因其獨(dú)特的性質(zhì)而受到人們的關(guān)注。為了提高生物分子的固定量