生物金属化增强电化学免疫传感器信号的研究

论文摘要

对蛋白质的检测在生命科学领域具有重要的意义。目前,已经有一些重要的对蛋白质的检测方法,比如放射免疫分析,酶联免疫分析等。但是,随着生命科学的发展,这些方法的缺点已经越来越明显,这使得这些方法的应用受到了一定的限制,尤其是在一些高灵度检测的领域比如对疾病的早期诊断方面。所以,很有必要建立一些具有高灵敏度、易操作和有通用性的蛋白质检测方法。显然,对免疫传感器的信号进行增强会大大改善它的灵敏度。电化学装置因为具有简单、灵敏和易于微型化的优点,正越来越受到人们的关注。毫无疑问,对电化学免疫传感器进行信号增强技术研究会加快免疫分析的进步。本研究在增强免疫电化学传感的信号方面做了以下三个方面的工作:第一部分:提出了一种基于适配体识别和生物催化金属沉积的电化学免疫传感对血小板源生长因子BB（PDGF-BB）进行高灵敏检测。在本方法中,首先把固定抗体固定到电极的表面,接着,依次把抗原和生物素标记的适配体溶液滴加到电极表面进行反应以形成免疫复合物。然后,通过生物素和亲合素的特异性反应,把亲合素标记的碱性磷酸酶固定到电极表面。碱性磷酸酶可以催化抗坏血酸磷酸酯镁（AA-P）水解成抗坏血酸,后者把溶液中的银离子还原成金属单质沉积到电极的表面。最后用线性扫描伏安法对电极表面沉积的金属银进行测量。基于生物金属化的高灵敏度,本方法在对PDGF-BB的检测中,在1到1000ng/mL的范围保持很好的线性关系,检测下限为0.8ng/mL。第二部分:提出了一种基于功能化的硅纳米粒子的免疫传感器对前列腺特异性抗原（PSA）进行检测。在这种方法中,第一次提出了同时修饰上了检测抗体和碱性磷酸酶两种物质的硅纳米粒子用于对PSA电化学免疫检测。当固定抗体通过一层自组装单分子膜被连接到电极的表面上以后,接着通过一个免疫夹心反应把碱性磷酸酶固定到电极的表面。当ALP酶催化AA-P水解生成抗坏血酸以后,银离子在电极的表面被还原。最后,在电极表面沉积的金属银的量与被固定到电极表面的抗原的量成一定的比例关系。因为本方法中用Si NPs来作为酶的载体,可以极大的提高检测的灵敏度,电化学峰电流和抗原浓度在1到35ng/mL范围内保持良好线性关系,检测下限为0.76ng/mL。第三部分:提出了一种基于脂质体包埋碱性磷酸酶和生物催化金属沉积的超灵敏免疫传感器。为了对这种提出来的免疫分析方法的可行性进行检测,采用免疫夹心反应的原理对PSA这目标检测物进行了检测。当固定抗体、抗原和检测抗体修饰的脂质体在电极的表面形成免疫夹心复合物以后,向电极的表面滴加表面活性剂,使脂质体破裂释放出所包含的碱性磷酸酶,接着利用碱性磷酸酶的催化特性引发电极表面的银沉积反应,以在电极表面形成一层银纳米粒子。脂质体用做酶的载体结合酶的高催化活性成功的提高了免疫分析方法的灵敏度。该方法在对人体PSA进行检测时,在0.01到1000ng/mL的范围内都保持了较好的线性,最低检测下限可以达到0.007ng/mL。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 免疫分析方法基础
• 1.3 免疫分析信号增强技术
• 1.4 本研究工作的构思
• 第二章 基于核酸识体的电化学免疫传感器用于血小板源性生长因子的检测
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 结论
• 第三章 一种基于共标记硅纳米粒子的新型电化学免疫传感器对人血清中前列腺特异性抗原的检测
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 结论
• 第四章 基于脂质体和生物催化金属沉积的新型传感器对人体总前列腺特异性抗原的放大检测
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 结论
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读学位期间所发表的学术论文目录