基于無機(jī)納米材料組裝的信號(hào)增強(qiáng)型電化學(xué)免疫傳感器的研究.pdf

1、免疫傳感器是利用生物體內(nèi)的免疫反應(yīng)與電化學(xué)分析法結(jié)合所構(gòu)成的一種生物傳感器，具有靈敏度高、選擇性好、易于微型化、自動(dòng)化、可進(jìn)行原位分析和在線活體檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在臨床診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品工業(yè)、工業(yè)分析和生物分析等領(lǐng)域得到了高度重視和廣泛應(yīng)用。構(gòu)建電化學(xué)免疫傳感器的關(guān)鍵是生物分子的固定技術(shù)和固定材料的選擇，并保持生物分子的生物活性和穩(wěn)定性。納米材料具有比表面積大、吸附力強(qiáng)、導(dǎo)電性好、生物相容性好等特點(diǎn)。將納米材料用于構(gòu)建免疫傳感器，用其固載生

2、物分子可在提高生物分子(抗原或抗體)的吸附量和穩(wěn)定性的同時(shí)，很好的保持生物分子的生物活性，從而使得免疫傳感器在靈敏度、選擇性、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和使用壽命等主要性能上得到提高。本文將納米金、碳納米管、功能化石墨烯、納米普魯士藍(lán)等納米材料用于構(gòu)建免疫傳感器，并研究了其相應(yīng)的電化學(xué)響應(yīng)特性。具體工作如下：
　　 1、基于金膠和普魯士藍(lán)的納米膜修飾碳糊電極制備安培免疫傳感器
　　 用普魯士藍(lán)(PB)和金膠(AuNPs)制得高靈敏

3、IgG安培免疫傳感器。主要特點(diǎn)有：1、用離子液體(OMIMPF6)(1-丁基-3甲基咪唑，6氟磷酸鹽)作為粘合劑，制得離子液體碳糊電極，增加了電極的導(dǎo)電性；2、電沉積普魯士藍(lán)后，用APS凝膠(3-氨已基-三乙氧基硅烷)覆蓋在電極表面進(jìn)行功能化，對(duì)AuNPs有很強(qiáng)的結(jié)合能力，形成了具有高催化活性和大比表面積的復(fù)合膜，增大了對(duì)人免疫球蛋白抗體的吸附量，從而提高了傳感器的靈敏度。用電化學(xué)方法對(duì)修飾過程進(jìn)行了表征，并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)了優(yōu)化。在最佳實(shí)

4、驗(yàn)條件下，傳感器的響應(yīng)電流與HIgG的濃度在0.05～1.25ngmL-1和1.25～40ngmL-1范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，信噪比等于3時(shí)，檢出限為0.001ngmL-1。
　　 2、用金納米/多壁碳納米管-殼聚糖納米膜修飾玻碳電極制備癌胚抗原電化學(xué)免疫傳感器的研究
　　 用納米金、多壁碳納米管(MWCNTs)-殼聚糖(chitosans)復(fù)合膜制得癌胚抗原的電化學(xué)免疫傳感器。AuNPs/MWCNTs-chits復(fù)合膜

5、的制備是把氯會(huì)酸加入分散好的MWCNTs-chits溶液中，原位制得AuNPs-MWCNTs-chits納米復(fù)合物，然后把復(fù)合物滴在玻碳電極表面晾干成膜，再用于固定anti-CEA制得的CEA的免疫傳感器。該傳感器具有制作簡(jiǎn)單、成本低、高靈敏度和高選擇性等特點(diǎn)。用電化學(xué)方法對(duì)修飾過程進(jìn)行了表征，并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)了優(yōu)化。在優(yōu)化條件下，免疫傳感器響應(yīng)電流與CEA的濃度在0.3～2.5ngmL-1和2.5～20ngmL-1范圍內(nèi)呈很好的線性關(guān)系

6、，檢出限為0.01ngmL-1(S/N=3)。
　　 3、氨基功能化石墨烯和金納米修飾離子液體碳糊電極制備甲胎蛋白電化學(xué)安培免疫傳感器的研究
　　 以離子液體碳糊電極為載體，采用氨基功能化石墨烯和納米金，構(gòu)建高靈敏、甲胎蛋白(AFP)免疫傳感器。本實(shí)驗(yàn)有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，采用室溫離子液體作為粘合劑，制備的離子液體碳糊電極具有很好的導(dǎo)電性；第二，氨基功能化石墨烯表面帶有正電荷，能大量吸附帶負(fù)電荷的金納米粒子，進(jìn)而提高甲胎蛋白

7、抗體的固定量，提高傳感器的靈敏度。傳感器制作過程簡(jiǎn)單方便，具有高選擇性、高靈敏度和高穩(wěn)定性；第三，實(shí)驗(yàn)過程中使用納米金和功能化石墨烯都具有很好的生物相容性、很好的電子傳導(dǎo)能力、以及比表面積大和強(qiáng)吸附性等特點(diǎn)，顯著放大響應(yīng)電流，提高檢測(cè)靈敏度。用電化學(xué)方法對(duì)修飾過程進(jìn)行了表征，并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)了優(yōu)化。在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，該傳感器的響應(yīng)電流與AFP的濃度在1～250ngmL-1范圍內(nèi)呈很好的線性關(guān)系，檢出限為0.1ngmL-1(S/N=3)。