论文摘要
本论文通过在Fe3O4表面修饰ZrO2,合成了核壳型Fe3O4@ZrO2磁性微球。Fe3O4@ZrO2表面的ZrO2对含磷酸根有机化合物具有强的选择性亲和作用,并且在外加磁场下,易于与基质组分相分离。以此为基础,本论文采用Fe3O4@ZrO2作为有机磷（OPs）农药的富集载体,结合电感耦合等离子体光谱（ICP-AES）检测,建立了蔬菜中痕量OPs残留的分析方法。另一方面,由于ZrO2对含羧酸根的抗体、酶等蛋白和含聚磷酸根的DNA具有强的吸附作用,故我们采用ZrO2标记肿瘤标志物——甲胎蛋白抗体,进而固定在DNA表面,合成了两种新型的ZrO2探针;由此基于电化学免疫分析方法,构建了高灵敏度的甲胎蛋白免疫安培免疫传感器。具体内容如下:1.利用Fe3O4@ZrO2对有机磷的特异亲和性以及顺磁性的优势,结合了选择性富集-电感耦合等离子体发射光谱法的快速灵敏、选择性好、抗干扰性强的特点,建立了基于Fe3O4@ZrO2磁性纳米颗粒选择性富集-电感耦合等离子体发射光谱法检测蔬菜中痕量有机磷的分析方法。实验表明:该方法中蔬菜中的蛋白、色素、纤维等基底几乎无干扰,因而避免了有机溶剂的使用,并克服了有机磷农药残留的常规检测方法中存在的不足:如气相色谱方法中难以检测热稳定性差的有机磷农药;液相色谱中难以检测无紫外、荧光吸收的有机磷农药;以及电化学检测方法中难以检测无电化学活性的有机磷农药等。2.利用MWCNTs、DNA以及标记抗体的聚赖氨酸-胶体金-纳米ZrO2复合材料（ZrO2-pLL-Au）层层组装在玻碳电极表面,构建了一类新型无媒介体甲胎蛋白（AFP）安培免疫传感器。首先将电子媒介体苯氧乙酸缩异烟肼希夫碱钴配合物（CoL）嵌插入DNA内部,进而固定在MWCNTs修饰的玻碳电极表面,形成了具有电活性的DNA修饰电极（GCE|MWCNTs/DNA-CoL）。采用ZrO2-pLL-Au固定甲胎蛋白抗体（HRP-anti AFP）,制备了AFP检测探针。利用ZrO2和DNA强的选择性非共价结合作用,将上述探针组装在GCE︱MWCNTs /DNA-CoL表面,采用辣根过氧化氢酶（HRP）进一步封闭,由此得到了一种新型的无媒介体甲胎蛋白安培免疫传感器（GCE|MWCNTs/DNA-CoL /ZrO2-pLL-Au / anti AFP）。该传感电极在AFP样品溶液温育后,由于其表面形成的AFP抗原/抗体免疫复合物部分阻断了标记HRP活性中心与媒介体CoL之间的电子传递,使CoL对过氧化脲（CP）电催化氧化的效率降低,通过催化电流的变化来间接检测AFP。在优化的条件下,该传感器对AFP的检测线性范围为0.0510 ng/mL,检测下限为0.01 ng/mL （3σ）,可用于人血清中痕量AFP的测定。由于ZrO2-pLL-Au表面具有较高的胶体金密度,可显著提高抗体和酶的标记容量,由此显著放大了检测信号,提高了检测灵敏度和检测范围。且该探针可通过表面的ZrO2简便地固定在DNA修饰基底电极表面,克服了常规安培免疫传感器中抗体固定方法存在的步骤繁琐、抗体容易失活、且抗体标记密度低等缺点。该传感器还具有较好的稳定性,无需在电解质中外加电子媒介体、只需更换抗体可实现其他肿瘤标志物检测,为临床恶性肿瘤的早期诊断提供了一种非常有前景的免疫分析方法。3.通过Fe3O4（核）/ ZrO2（壳）纳米磁珠（ZMPs）标记待测物识别抗体,并用HRP酶封闭和DNA连接,建立了一类新型的“珠链状”一维磁性纳米探针制备方法。在此基础上,以甲胎蛋白（AFP）为分析对象,利用HRP-AFP Ab2抗体标记DNA-ZMPs作为探针（DNA/ （ZMPs-HRP-AFP Ab2）n）,以固定AFP一抗的纳米金修饰玻碳电极（GCE∣AFP Ab1）作为免疫电极;通过双抗体夹心法测定免疫产物上HRP酶对过氧化脲（CP）氧化对苯二酚反应的催化电流,研制了一种新型一维纳米结构组装的夹心型安培免疫传感器。研究表明,该一维纳米结构探针不仅大大地增加了酶联抗体在电极表面的固定量,成倍扩增了催化电流,显著提高了传感器的灵敏度;而且易于通过外磁场可控分离,简化了分析步骤并提高了结果的重复性。该传感器对AFP检测的线性范围为0.0125 ng/mL,检出限达4 pg/mL （3σ）,并被用于人血清中痕量AFP的测定,结果满意。本研究为进一步研制高灵敏的一维纳米组装免疫传感器提供了平台技术,适合于对恶性肿瘤进行现场快速筛查。