纳米修饰安培免疫传感器的研究及其在肿瘤检测中的应用

论文摘要

本文用纳米金（AuNPs）及其金磁复合纳米粒子（Fe3O4@Au）包被抗体,进而分别采用层层自组装、化学镀膜、磁性可控的方法将其修饰到电极表面,获得了三种纳米修饰的安培免疫传感器。将制备的免疫传感器分别用于三种肿瘤标志物:人绒毛促性腺素（Human chorionic gonadotropin,HCG）、癌胚抗原（Carcino-embryonic antigen, CEA）、糖类抗原19-9（Carbohydrate antigen 19-9,CA19-9）的检测。具体要内容如下:1.通过层层自组装技术在Au电极表面交替修饰巯基丁二酰胺（HL）和纳米金（AuNPs）多层膜,再通过膜内的AuNPs吸附人绒毛促性腺抗体（anti-HCG）,构筑了HCG免疫传感器。以铁氰化钾K3Fe（CN）6为探针,在pH 7.0的PBS缓冲液中加入HCG,随着HCG与电极表面anti-HCG发生特异性免疫反应,形成的抗原、抗体免疫复合物使得K3Fe（CN）6在电极表面的响应电流减小,减少量（ΔIp）与膜表面免疫反应进行的程度有关,以此作为HCG定量依据。实验表明:该免疫传感电极中{HL/AuNPs}n薄膜内存在的大量AuNPs显著增加了anti-HCG吸附量,从而使得其检测HCG线性范围变宽。该免疫传感器灵敏度高,可用于唾液中痕量HCG的快速筛测。2.研制了基于抗体包被化学镀纳米金（AuNPs）和铜配合物[Cu （bpy）2（ONO）]NO3（CuL）共固定修饰玻碳电极（GCE）的安培免疫传感器,并用于血清中癌胚抗原CEA的检测。由于采用化学镀法可以方便地在GCE上制备纳米金膜,进而包被抗体,并通过π-π堆积作用将CuL修饰到电极的表面,充当电子媒介体,而无需在外加电子媒介体,大大降低了反应体系的复杂程度。故该免疫电极修饰过程简单,且其灵敏度高,检测范围宽,有望用血清中痕量CEA的分析。3.利用壳聚糖（CS）好的成膜性和生物兼容性,首先在酸性pH下利用CS上的-NH3+静电吸引Fe（CN）63- （FeCN）到电极表面,制备了在pH 6.5磷酸盐缓冲液（PBS）中具有电活性的Au│CS-FeCN电极;再通过外加磁场吸引,在Au│CS-FeCN表面修饰一层糖类抗原19-9 （CA19-9）和金磁微粒壳聚糖单克隆19-9抗体（antiCA19-9）包被的金磁纳米微粒（GMP）,由此构建了一类快速检测CA19-9的无试剂安培免疫传感器（Au│CS-FeCN/GMP-anti CA19-9）,通过控制外加磁场即可实现电极表面的更新。该纳米修饰磁性免疫传感器集分离、富集和测定于一身,灵敏度高、稳定性好、表面易更新,有望用于人血清中痕量CA19-9的快速检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 常见的肿瘤标志物及其检测方法
• 1.2 电化学免疫传感器
• 1.2.1 传统的免疫分析方法
• 1.2.2 电化学免疫分析
• 1.2.3 电化学免疫传感器
• 1.3 免疫传感器的再生
• 1.4 纳米粒子修饰电化学免疫传感器及其在检测肿瘤标志物中的应用
• 1.4.1 纳米粒子在生物传感器中的应用
• 1.4.2 纳米金修饰免疫传感器及其在检测肿瘤标志物中的应用
• 1.4.3 铁基磁性纳米修饰免疫传感器及其在检测肿瘤标志物中的应用
• 1.4.4 复合铁-金纳米粒子修饰免疫传感器及其在检测肿瘤标志物中的应用
• 1.5 纳米粒子在构建免疫传感器方面的的发展趋势
• 2 基于抗体包被巯基丁二酰胺/纳米金多层自组装膜的HCG 安培免疫传感器
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 仪器和试剂
• 2.1.2 Au|{HL /AuNPs}n- anti-HCG 免疫电极的制备和表征
• 2.1.3 测定过程
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 不同修饰层电极的电化学交流阻抗
• 2.2.2 修饰电极的电化学表征
• 2.2.3 免疫反应条件的优化
• 2.2.4 修饰层数的影响
• 2.2.5 HCG 的安培测定
• 2.2.6 干扰、稳定性、重现性和电极表面再生
• 2.3 实际样品的检测
• 2.4 本章小结
• 3 基于抗体包被化学镀纳米金和铜配合物共固定修饰玻碳电极的安培免疫传感器研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 仪器与试剂
• 3.1.2 免疫传感电极的制备和表征
• 3.1.3 测定过程
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 免疫传感电极的表征
• 3.2.2 制备不同阶段免疫传感电极的伏安行为
• 3.2.3 免疫分析实验条件的优化
• 3.2.4 免疫传感器的准确性、制备重复性和储存稳定性
• 3.2.5 干扰实验，耐用性和电极表面再生
• 3.2.6 实际血清样品检测
• 3.3 本章小结
• 4 基于抗体包被金磁纳米微粒修饰的磁性安培免疫传感器研制及对人血清癌抗原的检测
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 包被抗体的金磁微粒和免疫传感器的制备和表征
• 4.1.3 对CA19-9 的测定过程
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 不同阶段修饰电极的电化学行为
• 4.2.2 免疫分析条件优化
• 4.2.3 对CA19-9 抗原的测定
• 4.2.4 Au│CS-FeCN/GMP-anti CA19-9 的抗干扰性
• 4.2.5 传感器的稳定性、重现性和再生性
• 4.2.6 传感器对实际血清样品的检测
• 4.3 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢