抗蛋白质非特异性吸附纳米磁球的制备及其在免疫检测中的应用

论文摘要

免疫检测技术（Immunoassay,IA）经几十年发展,正逐步实现定量、高灵敏度、高特异性、方便快速以及经济实用的目标,被广泛应用于医学、食品、环境等检测领域。以纳米磁球作为固相载体的免疫检测技术能够进一步提高检测效率、灵敏度,简化操作和节省检测时间。本研究希望在现有纳米磁球免疫检测技术的基础上,添加抗蛋白质非特异性吸附能力,减少蛋白质在检测过程中的干扰,提高固定抗体的生物反应活性。本研究采用表面引发原子转移自由基聚合法（Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization,SI-ATRP）在纳米磁球表面接枝聚磺酸甜菜碱甲基丙烯酸酯（polySBMA）和聚羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯（polyCBMA）,经酶联免疫吸附剂测定法（ELISA）表征,聚合物修饰后的纳米磁球具有优秀的抗蛋白质非特异性吸附相能力（相对未修饰纳米磁球的吸附值,分别为4±3%和3.25±0.21%）。通过探讨polySBMA和polyCBMA聚合物刷层（ploymer brush）在纳米磁球表面的厚度与其抗蛋白质非特异性吸附能力的关系,再次证实纳米磁球的抗蛋白质非特异性吸附能力与其表面聚合物刷层的厚度有关,且聚合物刷层过厚或过薄都不能达到理想的抗蛋白质非特异性吸附效果,其存在一个最佳膜厚范围（polySBMA的最佳膜厚为60～70 nm,polyCBMA的最佳膜厚为24.8±1.8 nm）。并进一步在polyCBMA修饰的纳米磁球表面共价接枝抗β-hCG抗体得到免疫纳米磁球,该免疫纳米磁球在表面接枝抗β-hCG抗体后仍保持接枝前的抗蛋白质非特异性吸性能（吸附相对值小于5%）,对低浓度人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotrop, hCG）（≤25mIU/mL）具有较低的检测极限和很小的误差分布。并在hCG溶液中加入胎牛血清来模拟复杂蛋白质条件,在该条件下,经polyCBMA修饰的免疫磁球仍保持良好的检测线性和重现性,且该条件下的检测数据与未加胎牛血清的理想检测条件几乎一致。因此,利用polyCBMA修饰、再接枝抗体（或抗原）的免疫磁球,在医学、分子生物学和生物化学等领域具有广泛的应用前景。

论文目录

• 致谢
• 序言
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 免疫检测
• 1.1.1 免疫检测分类
• 1.1.1.1 标记免疫检测技术
• 1.1.1.1.1 放射免疫检测技术
• 1.1.1.1.2 荧光免疫检测技术
• 1.1.1.1.3 化学发光免疫检测技术
• 1.1.1.1.4 酶免疫检测技术
• 1.1.2 免疫检测相关小结
• 1.2 纳米磁球
• 1.2.1 纳米磁球的制备和分类
• 1.2.2 纳米磁球在免疫检测中的应用
• 1.2.2.1 免疫磁球检测的基本原理
• 1.2.2.2 免疫磁球传感器
• 1.2.2.3 免疫磁球结合其它技术用于检测
• 1.2.3 纳米磁球相关小结
• 1.3 抗蛋白质非特异性吸附材料
• 1.3.1 聚乙二醇类
• 1.3.2 两性离子聚合物
• 1.3.2.1 磷酰胆碱类
• 1.3.2.2 均匀分布的等量正负混合电荷修饰
• 1.3.2.3 甜菜碱类
• 1.3.3 抗蛋白质非特异性吸附材料相关小结
• 1.4 本章小结及本研究工作计划
• 第二章 实验材料的准备
• 2.1 CBMA的合成
• 2.1.1 实验原料与仪器
• 2.1.1.1 实验原料
• 2.1.1.2 实验仪器
• 2.1.2 实验操作
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.2 引发剂的合成
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验操作
• 2.2.3 实验结果讨论
• 2.3 HRP标记抗A-HCG抗体
• 2.3.1 实验原料
• 2.3.2 实验操作
• 2.3.3 实验结果与讨论
• 第三章 POLYSBMA修饰纳米磁球的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验操作
• 3.2.2.1 磁球表面接枝引发剂
• 3.2.2.2 polySBMA修饰纳米磁球
• 3.2.2.3 修饰后纳米磁球抗蛋白质非特异性吸附能力的检测
• 3.3 实验结果及讨论
• 3.3.1 接枝引发剂的纳米磁球
• 3.3.2 polySBMA修饰的纳米磁球
• 3.3.3 改性后纳米磁球的抗蛋白质非特异性吸附能力
• 3.4 小结
• 第四章 POLYCBMA修饰纳米磁球及制备免疫磁球的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验操作
• 4.2.2.1 磁球表面接枝引发剂
• 4.2.2.2 polyCBMA修饰纳米磁球
• 4.2.2.3 修饰后纳米磁球抗蛋白质非特异性吸附能力的检测
• 4.2.2.4 pH值影响纳米磁球接枝抗体的探讨
• 4.2.2.5 免疫磁球的制备
• 4.2.2.6 免疫磁球检测能力的考察
• 4.3 实验结果及讨论
• 4.3.1 接枝引发剂的纳米磁球
• 4.3.2 polyCBMA修饰的纳米磁球
• 4.3.3 修饰后纳米磁球的抗蛋白质非特异性吸附能力
• 4.3.4 pH值对polyCBMA修饰磁球接枝抗体的影响
• 4.3.5 pH值对引发剂接枝率的影响
• 4.3.6 免疫磁球检测hCG的能力
• 4.3.6.1 在理想环境中检测hCG的能力
• 4.3.6.2 在复杂蛋白环境中检测hCG的能力
• 4.3.7 抗体活性对免疫检测的影响
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 作者简介