电化学阻抗免疫传感器的研究

论文摘要

电化学阻抗免疫传感器是通过检测修饰电极的界面特性来检测样品中抗体/抗原目标物的一种有效方法。电化学阻抗免疫传感技术结合了电化学阻抗的高灵敏性和免疫反应的高特异性,可响应修饰有生物分子的电极界面的电子转移速率的信号变化,以简便、快速、灵敏、响应范围广、不用示踪标记物、不需样品纯化、可进行自动化实时数据输出等优点,突破了以往分析方法的诸多瓶颈,在生化检验方面显示出诱人的应用前景。本论文一方面利用亲和素生物素放大建立了一种高灵敏的电化学免疫阻抗传感技术;另一方面结合纳米生物修饰技术,设计一系列免疫活性材料固定化新方法,探索临床重大疾患干燥综合症B （anti-Sj?gren’s syndrome B）的传感诊断新技术。具体内容包括:（1）将巯基苯胺（ p-aminobenzenthiol, p-ABT）组装于金电极表面,进而电聚合形成稳定、致密、有序的p-ABT纳米复合膜界面,固定功能化的碳纳米管后,再通过引入亲和素-生物素放大系统,将生物素化羊抗人IgG固定于电极表面,用以检测hIgG,建立了一种高灵敏的电化学免疫阻抗传感器,获得传感器的线性范围为0.01 100 ng/mL,检测下限为0.0075 ng/mL。（2）首次在玻碳电极上自组装羟基磷灰石/碳纳米管复合物,制备了检测干燥综合症B （anti-Sj?gren’s syndrome B）抗体的阻抗传感器。结果表明,具有生物相容性的羟基磷灰石和电子转移载体的碳纳米管的羟基磷灰石/碳纳米管的复合物便于免疫电化学特别是阻抗的检测。利用本文制作的传感器对抗干燥综合症B抗体检测的线性范围是稀释比1:800 1:50,检测下限为1:853,为了检验传感器的实用性,进行了回收率实验,结果令人满意。该免疫传感方法有望成为的临床自身免疫疾病中的检测自身抗体新的替代方法。（3）采用电聚合羟基磷灰石（Hydroxyapatite）和胶原蛋白表面形成纳米复合物层用于介导抗体在玻碳电极表面的固定化。以羊抗人IgG抗体-抗原体系为测试模型,采用该方法固定了羊抗人IgG抗体于玻碳电极表面,发展了一种新的电化学阻抗传感技术检测血清中人IgG含量。实验结果表明,该抗体固定法具有传感界面无需活化、固定抗体的免疫活性高等优点。利用本文制作的传感器对人IgG检测的线性范围是20500 ng/mL检测下限16 ng/mL。该固定化程序可望推广用于其它各种免疫传感器的敏感界面或平台的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 免疫传感器
• 1.2 电化学免疫传感器
• 1.2.1 电位型免疫传感器
• 1.2.2 电导型免疫传感器
• 1.2.3 电流型免疫传感器
• 1.2.4 电容型免疫传感器
• 1.2.5 阻抗型免疫传感器
• 1.3 免疫材料的固定化方法
• 1.3.1 共价键合法
• 1.3.2 包埋法
• 1.3.3 物理吸附法
• 1.3.4 自组装法
• 1.3.5 等离子体聚合膜和聚电解质膜技术
• 1.3.6 免疫材料固定化技术的新进展
• 1.4 消除非特异性吸附的功能界面的构建
• 1.5 电化学免疫传感器的研究进展
• 1.6 论文选题及主要研究内容
• 第2章 巯基苯胺结合亲和素生物素放大的阻抗免疫传感器
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 免疫传感器的制备
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 电化学测定方法
• 2.3.2 实验条件的优化
• 2.3.2.1 亲和素浓度的影响
• 2.3.3.2 pH 值的影响
• 2.3.3.3 吸附时间的影响
• 2.4 hIgG 的检测
• 2.5 界面再生及回收试验
• 2.6 小结
• 第3章 基于羟基磷灰石/碳纳米管复合物的干燥综合症B 阻抗传感器
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 羟基磷灰石/碳纳米管复合物的制备
• 3.2.3 免疫传感器的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 电化学测定方法
• 3.3.2 实验条件的优化
• 3.4 SSB 抗体的检测
• 3.5 回收试验
• 3.6 小结
• 第4章 基于羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料的电化学阻抗传感器
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 羟基磷灰石/胶原蛋白复合物的制备
• 4.2.3 免疫传感器的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 电化学测定方法
• 4.3.2 实验条件的优化
• 4.3.2.1 羊抗人IgG 浓度对聚合膜表面吸附蛋白的影响
• 4.3.3.2 pH 值对聚合膜表面吸附蛋白的影响
• 4.3.3.3 吸附时间对聚合膜表面吸附蛋白的影响
• 4.4 hIgG 的检测
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文