電化學(xué)發(fā)光傳感器構(gòu)建新策略及其在動(dòng)物疾病檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，瘋牛病、口蹄疫、豬鏈球菌病、豬高致病性藍(lán)耳病、禽流感、狂犬病等動(dòng)物疫病對(duì)全球畜牧業(yè)的沉重打擊，以及由此帶來(lái)的食品安全問(wèn)題對(duì)人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生了巨大影響。動(dòng)物疫病防控與食品安全受到了極大的關(guān)注。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物疾病標(biāo)志物的早期監(jiān)測(cè)，對(duì)疾病的診斷和控制有至關(guān)重要的意義。傳統(tǒng)的檢測(cè)動(dòng)物疾病的方法（病毒中和試驗(yàn)、乳膠凝集試驗(yàn)、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法、熒光分析法以及PCR技術(shù)）大多數(shù)為感官或光學(xué)檢測(cè)手段。多數(shù)方法存在靈敏度低、準(zhǔn)確性低、耗時(shí)

2、且操作門(mén)檻高等缺點(diǎn)。因此，亟需發(fā)展一些簡(jiǎn)單、快速、費(fèi)用合理、靈敏且可靠的新技術(shù)或新方法來(lái)檢測(cè)動(dòng)物疾病。
　　基于此，本文立足于開(kāi)發(fā)新型的動(dòng)物疾病檢測(cè)技術(shù)，從提高檢測(cè)技術(shù)的靈敏度和準(zhǔn)確度角度入手，設(shè)計(jì)并篩選了特性功能的納米材料構(gòu)建了三種信號(hào)放大的電化學(xué)發(fā)光傳感器，并將其用于超靈敏地檢測(cè)重大動(dòng)物疾病標(biāo)志物。論文分三個(gè)部分，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.構(gòu)建三重和多重信號(hào)放大的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器實(shí)現(xiàn)了豬偽狂犬病毒抗體的超靈敏檢測(cè)<

3、br>　　制備了金-石墨烯（Au-GN）納米復(fù)合材料和硅包聯(lián)吡啶釕納米粒子(Si@RuNPs)。以Au-GN納米復(fù)合材料為電活性基質(zhì)，以Si@Ru NPs為增強(qiáng)的電化學(xué)發(fā)光信號(hào)標(biāo)簽，利用生物素-鏈霉親和素-生物素(B-SA-B)為橋梁，依據(jù)“抗原-抗體-二抗”特異性作用構(gòu)建了三明治式的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。對(duì)PrV單克隆抗體、PrV多克隆抗體以及實(shí)際的血清樣品，該傳感器均表現(xiàn)出較好的分析性能。其對(duì)單克隆抗體的檢測(cè)范圍為50 ng mL-

4、1～1 pg mL-1，檢測(cè)限為0.40 pg mL-1。此方法的檢測(cè)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定和熒光測(cè)定技術(shù)。進(jìn)一步，通過(guò)控制形成B-SA-B結(jié)構(gòu)，繼續(xù)構(gòu)造了多重信號(hào)放大的生物傳感器。當(dāng)重復(fù)這個(gè)過(guò)程三次之后，多重信號(hào)放大的生物傳感器信號(hào)放大程度到最高，電化學(xué)發(fā)光信號(hào)是三重信號(hào)的放大生物傳感器的23.1倍。該可調(diào)諧的生物傳感器表現(xiàn)出好的穩(wěn)定性、可接受的再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性，在食品安全和臨床診斷中有一定的應(yīng)用價(jià)值。此外，提出了一種“鋪展、裝載

5、、生長(zhǎng)”的三步構(gòu)建策略，為三重和多重電化學(xué)發(fā)光生物傳感器的構(gòu)建提供了思路。
　　2.信號(hào)放大的近紅外電化學(xué)發(fā)光傳感器用于高靈敏檢測(cè)豬藍(lán)耳病毒
　　通過(guò)調(diào)控反應(yīng)時(shí)間合理制備近紅外CdTe/CdS量子點(diǎn)。通過(guò)碲納米線模版法制備多孔鉑金異質(zhì)結(jié)納米管。利用導(dǎo)電性能優(yōu)異的碳納米管作為量子點(diǎn)的載體，利用多孔鉑金納米管的催化作用，并利用β-環(huán)糊精與金剛烷的主客體作用，通過(guò)“抗體-抗原-抗體”模式構(gòu)建三明治式電化學(xué)發(fā)光傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬藍(lán)耳病

6、毒的高靈敏檢測(cè)。在PRRSV稀釋比為1∶103～1∶106（約為19 ng/mL～19 pg/mL）這一濃度范圍內(nèi)，電化學(xué)發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度與PRRSV濃度呈線性相關(guān)，最低檢出限為10.8 pg/mL，比之前的PCR方法和ELISA具有更高的靈敏度和更寬的線性檢測(cè)范圍。該方法將光學(xué)檢測(cè)模式從可見(jiàn)光區(qū)拓展到近紅外光區(qū)，避開(kāi)了血液樣品或組織的自發(fā)光干擾，對(duì)實(shí)現(xiàn)高靈敏且低干擾的動(dòng)物疾病檢測(cè)有一定的指導(dǎo)意義。
　　3.信號(hào)放大的比率型近紅外電化

7、學(xué)發(fā)光傳感器用于凝血酶的超靈敏檢測(cè)
　　以凝血酶這一通用模型來(lái)研究雙適配體夾心模式檢測(cè)豬流行性腹瀉病毒。利用石墨烯、金棒、hemin、G-四鏈體成功制備四位一體的石墨烯-金棒-DNA酶復(fù)合材料，并以近紅外CdTe/CdS量子點(diǎn)和魯米諾分別作為負(fù)電位信號(hào)和正電位信號(hào)，依據(jù)雙適配體夾心模式構(gòu)建信號(hào)放大的近紅外比率型電化學(xué)發(fā)光傳感器。該傳感器中引入的四位一體的中間媒介可以引發(fā)近紅外量子點(diǎn)的電化學(xué)發(fā)光協(xié)同猝滅以及魯米諾的電化學(xué)發(fā)光的協(xié)同增

8、強(qiáng)。在檢測(cè)前后，傳感器的信號(hào)出現(xiàn)“此消彼長(zhǎng)”式的變化。通過(guò)雙信號(hào)強(qiáng)度的比值和凝血酶濃度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。在凝血酶的濃度為100 ng/mL-0.5 pg/mL時(shí)，該比率型電化學(xué)發(fā)光傳感器所得的ECLluminol/ECLQDs值與凝血酶濃度呈線性相關(guān)，其最低檢出限為4.2 fg/mL（信噪比為3∶1）。該方法不僅將比率型電化學(xué)發(fā)光的信號(hào)標(biāo)簽從可見(jiàn)光拓展到了近紅外光，同時(shí)，首次在比率型電化學(xué)發(fā)光傳感器的構(gòu)建中引入了信號(hào)放大策略，