基于Fe3O4磁性纳米粒子新型免疫传感器的研制

论文摘要

利用化学共沉淀方法合成了尺寸小于30 nm的Fe3O4磁性纳米粒子,并在此基础上合成出Fe3O4/Au无机磁性复合粒子。通过各种手段使这些磁性粒子功能化,利用共价键合、吸附等方法在其表面固定上抗体,把这些固定有抗体的磁性粒子在外加磁场的作用下吸在自制石蜡碳糊电极表面,制成灵敏度高,方便使用,易更新的新型电化学免疫传感器。1.利用半胱氨酸在Fe3O4表面的不可逆吸附,把半胱氨酸牢固地吸附在Fe3O4表面,然后用戊二醛作交联剂将羊抗人免疫球蛋白G抗体（anti-IgG）固定在磁性粒子上,利用磁铁将磁性粒子吸在石蜡碳糊电极上。并选用人免疫球蛋白G（IgG）与其识别结合,用直接电位法检测人IgG的浓度。该免疫传感器测定人IgG的线性范围为0.1-1.2 ng/mL,检出限为0.023 ng/mL。该免疫传感器制作简单、价格低廉、易于更新、灵敏度高,在临床检测、生物医学、环境检测等方面有很好的应用前景。2.利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷与纳米Fe3O4表面的羟基反应,形成表面带有氨基的磁性Fe3O4纳米复合粒子,再用戊二醛将羊抗人免疫球蛋白G抗体（anti-IgG）固定在该磁性粒子表面,通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制作成电流型免疫传感器。采用双抗体夹心法实现对人IgG的定量测定。IgG测定线性范围为2.5-400 ng/mL,检出限为0.75 ng/mL。该免疫传感器在Fe3O4表面共价键合免疫分子不仅可以保持免疫试剂的活性,提高固载量,而且可以进行方便、快捷的更新其表面。3.合成Fe3O4/Au磁性复合纳米粒子,自组装硫脲分子使粒子表面氨基化,通过戊二醛共价交联固定癌胚抗原抗体（anti-CEA）在磁性粒子的表面。在外加磁场的作用下,anti-CEA复合磁性粒子吸附在固体石蜡碳糊电极表面,制成了新型电流型免疫传感器。采用免疫竞争法实现对癌胚抗原（CEA）的定量测定。响应电流与CEA浓度的对数在2-160 ng/mL的范围内成线性关系,检出限为0.57 ng/mL。利用HRP对H2O2的电催化放大作用,使测定的灵敏度大大提高。4. Fe3O4/Au核壳型磁性粒子在外加磁场的作用下固定在石蜡碳糊电极表面,然后在硫脲分子的作用下组装一层纳米金来固定anti-CEA,制作了一种用来测定CEA的新型电流型免疫传感器。该免疫传感器对CEA检测的线性范围为0.2-500 ng/mL,信噪比为3时测定的检出限为0.07 ng/mL。该免疫传感器基于纳米金的大的比表面积和良好的生物相容性固定抗体,不仅很好保持抗体的活性,而且去掉外加磁场可以进行方便的反复更新电极表面,免疫传感器的灵敏度高,使用性强。

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摘要

Abstract

第1章引言

1.1 磁性纳米粒子的介绍及研究概况

3O₄ 纳米颗粒的制备'>1.1.1 Fe₃O₄纳米颗粒的制备

3O₄ 纳米复合材料的研究'>1.1.2 磁性Fe₃O₄纳米复合材料的研究

1.2 免疫传感器的研究概况

1.2.1 免疫传感器的原理和特点

1.2.2 免疫传感器的分类

1.2.2.1 根据免疫试剂是否被标记分类

1.2.2.2 根据免疫传感器的信号获取方式分为:

1.3 免疫传感器的固定方法

1.4 磁性纳米粒子在免疫传感器上的应用

1.4.1 在免疫检测方面的应用

1.4.2 磁性粒子作为固定载体在免疫传感器上的应用

1.5 免疫传感器的再生

3O₄固定抗体可更新的新型电位免疫传感器的研制'>第2章基于纳米 Fe₃O₄固定抗体可更新的新型电位免疫传感器的研制

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器与试剂

2.2.2 固体石蜡碳糊电极的制作

2.2.3 磁性纳米粒子的合成及表征

2.2.4 半胱氨酸在磁性纳米粒子上的固定

2.2.5 免疫传感器的制备

2.2.6 实验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 免疫测定条件的优化

2.3.2 传感器对免疫球蛋白G 的测定

2.3.3 免疫传感器的重现性、稳定性和选择性

2.3.4 样品分析

2.4 结论

第3章磁性无机-生物复合粒子敏感膜新型电流型免疫传感器的研制

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2 免疫传感器的制作

3.2.3 实验方法

3.3 结果与讨论

3O₄ 纳米粒子的表征'>3.3.1 磁性Fe₃O₄纳米粒子的表征

3O₄ 纳米粒子的表面修饰'>3.3.2 磁性Fe₃O₄纳米粒子的表面修饰

3.3.3 IgG 测定实验条件的优化

3.3.3.1 缓冲液种类、ｐＨ值及免疫反应时间选择

3.3.3.2 Anti-IgG-HRP 用量的选择

3.3.4 免疫传感器表面酶活性的分析

3.3.5 免疫传感器对IgG 的免疫分析响应

3.3.6 免疫传感器的重现性、稳定性和选择性

3.3.7 分析应用

3.4 结论

3O₄/Au 磁性粒子共价固定癌胚抗原抗体测定癌胚抗原的新型电流免疫传感器'>第4章基于 Fe₃O₄/Au 磁性粒子共价固定癌胚抗原抗体测定癌胚抗原的新型电流免疫传感器

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器与试剂

3O₄/Au 的制备'>4.2.2 核壳型Fe₃O₄/Au 的制备

4.2.3 Anti-CEA 在磁性粒子上的共价固定

4.2.4 免疫传感器的制作

4.2.5 实验方法

4.3 结果与讨论

3O₄/Au 磁性粒子的表征'>4.3.1 核壳型Fe₃O₄/Au 磁性粒子的表征

4.3.2 免疫电极组装过程的电化学特性

4.3.3 CEA 测定实验条件的优化

4.3.3.1 缓冲液pH 值及免疫反应温度、时间的选择

4.3.3.2 HRP-CEA 用量的选择

4.3.4 免疫传感器对CEA 的测定

4.3.5 免疫传感器的重现性、选择性和稳定性

4.3.6 分析应用

4.4 结论

3O₄/Au 为载体的多层纳米金固定癌胚抗原抗体的新型电流型免疫传感器的研制'>第5章以 Fe₃O₄/Au 为载体的多层纳米金固定癌胚抗原抗体的新型电流型免疫传感器的研制

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 仪器与试剂

3O₄/Au 的制备'>5.2.2 核壳型Fe₃O₄/Au 的制备

5.2.3 免疫传感器的制作

5.2.4 实验方法

5.3 结果与讨论

3O₄/Au 磁性粒子的表征'>5.3.1 核壳型Fe₃O₄/Au 磁性粒子的表征

5.3.2 免疫电极组装过程的电化学特征

5.3.3 CEA 测定实验条件的优化

5.3.3.1 缓冲液pH 值及免疫反应温度、时间的选择

5.3.3.2 HRP-CEA 用量的选择

5.3.4 免疫传感器对CEA 的测定

5.3.5 免疫传感器的重现性、选择性和稳定性

5.3.6 分析应用

5.4 结论

第6章全文总结

参考文献

致谢

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