基于功能化納米材料的免疫傳感器在磷酸化蛋白生物標志物檢測中的應用.pdf

1、生物標志物是生物體受到有害刺激時發(fā)生異?；男盘栔笜耍瑢ι飿酥疚锏母哽`敏檢測能夠幫助準確評估有害刺激對生態(tài)環(huán)境和個體的影響，在環(huán)境監(jiān)測和疾病的早期診斷與治療方面具有重要意義。生物傳感器是檢測生物標志物的一種有效方法，具有靈敏度高、特異性強、簡單快速、成本低廉等優(yōu)點。近年來，生物傳感器更是趨向于自動化和微型化，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜基質(zhì)中生物標志物的實時在線監(jiān)測。納米材料具有獨特的電學、光學等特點，可以顯著提高生物傳感器的性能，拓寬其應用領域。本

2、文將功能化納米材料融入到生物傳感器的設計中，同時結合免疫技術和電化學、光學等分析方法，構建了一系列基于納米材料的電化學/光學免疫傳感器，實現(xiàn)了對有機磷農(nóng)藥生物標志物、有害射線暴露生物標志物磷化蛋白、以及老年癡呆癥生物標志物磷化蛋白的高靈敏檢測。本論文共分為六章:
　　1.介紹了生物標志物及相關生物標志物的檢測方法、生物傳感器的種類和影響因素、以及功能化納米材料在電化學免疫傳感器和比色/熒光免疫傳感器中的應用，由此提出了本論文的立題

3、背景和研究內(nèi)容。
　　2.基于二氧化鈦與磷酸肽之間的親和作用，構建了殼聚糖-石墨烯-二氧化鈦納米材料修飾的電極界面，對乙基對氧磷?；□Ｄ憠A酯酶(OP-BChE)進行檢測。本研究利用二氧化鈦吸附OP-BChE的特異性，解決了有機磷抗體商業(yè)缺乏的難題。以金納米棒作載體，通過N-羥基琥珀酰亞胺活化的六（乙二醇）十一烷基硫醇修飾，共負載辣根過氧化物酶HRP和BChE抗體形成納米探針，對OP-BChE進行識別，實現(xiàn)了信號的放大。在最佳條件

4、下，該傳感器對OP-BChE的線性范圍為0.005nM-10nM，并達到了0.001nM的檢出限，對檢測低濃度有機磷農(nóng)藥暴露顯示出了應用潛力。
　　3.發(fā)展了一種基于磁性納米材料Fe3O4@TiO2的試紙條免疫傳感器，并以金納米為載體，通過修飾，共結合HRP和BChE抗體形成納米探針，實現(xiàn)了對OP-BChE的靈敏快速檢測。Fe3O4@TiO2的磁分離作用，可直接從基質(zhì)中分離富集OP-BChE。通過試紙條的免疫層析作用，可在15mi

5、n內(nèi)對OP-BChE完成檢測，縮短了分析時間，顯著提高了分析效率。該傳感器在0.05nM-10nM濃度范圍內(nèi)顯示出了良好的線性關系，達到了0.01nM的檢出限。在以人體血清為檢測對象進行加標回收實驗，該傳感器達到了94-104％的回收率，可直接用于實際樣品的分析。
　　4.以鉑銅介孔納米材料為標記物，通過巰基乙酸修飾，結合BChE抗體形成納米探針，建立了一個雙免疫傳感器系統(tǒng)。傳感器A(Au chip-BChEAb)用來檢測有機磷農(nóng)

6、藥暴露后的樣品中BChE的總量，傳感器B(Au chip-ZrO2)用來特異性地檢測樣品中的OP-BChE。該方法不僅能夠適用于個體間或個體在不同狀態(tài)下BChE含量及活性不確定性的檢測，還可以準確地評估有機磷農(nóng)藥在體內(nèi)的暴露程度，對農(nóng)藥中毒的早期診斷和治療具有重要的意義。
　　5.在去鐵鐵蛋白(Apoferritin)的空腔內(nèi)部合成不同金屬的磷酸鹽納米顆粒，可作為不同金屬離子電化學信號的標記物，由此設計了一種基于可區(qū)分信號標記物—

7、去鐵鐵蛋白包埋的磷酸鎘(ATCP)和磷酸鉛(ATLP)的免疫傳感器，對兩種有害射線暴露生物標志物磷化蛋白p5315和p53392進行同時檢測。以磁性納米粒子Fe3O4(MPs)分別結合相應的捕獲抗體(p5315c-Ab和p53392c-Ab)，形成MPs-p5315c-Ab和MPs-p53392c-Ab，對磷化蛋白p5315和p53392進行富集。以SiO2@Au為納米載體，通過對金表面修飾，共結合ATCP或ATLP與相應的檢測抗體(p

8、5315d-Ab或p53392d-Ab)，對目標抗原磷化蛋白p5315和p53392進行識別和信號放大。本文所設計的傳感器有望實現(xiàn)對多目標物的同時高靈敏分析。
　　6.設計了一種高靈敏的電化學免疫傳感器對老年癡呆癥生物標志物磷化蛋白Tau pS396進行高靈敏檢測。以富含羧基的石墨烯量子點為交聯(lián)劑，合成了去鐵鐵蛋白包埋的磷酸鉛ATLP納米簇，并通過酰胺鍵連接生物素Biotin;將Tau pS396檢測抗體通過酰胺鍵連接生物素Bio