基于微流控芯片免疫传感器的研究

论文摘要

微流控芯片系统因其消耗试剂量少、反应速度快、灵敏度高等优点越来越受到人们的重视,被应用到各种分析领域,在生物医学、环境、食品、生物分子分析（DNA和RNA）等方面,具有潜在的应用价值。在临床分析中,酶联免疫反应（ELISA）已经被广泛地应用于检测各种重要的疾病标志物。然而常规的酶联免疫分析消耗的试剂量比较大,反应时间长,需要复杂的样品和试剂处理过程。与传统的免疫分析相比,基于微流控芯片的免疫分析在临床和生物医学研究中有更好的应用前景,可用于实时在线监测。众所周知,冠心病是威胁人类生命的重要疾病之一,传统上,冠心病的诊断是依靠危险因素的多少、临床上的表现和心电图等。低密度脂蛋白的升高和高密度脂蛋白的降低等都是冠心病的独立危险因素,虽然低密度脂蛋白胆固醇在临床上应用的很好,在预防冠心病方面起到了很好的作用,但是对低密度脂蛋白胆固醇的检测并不能很好地反应血浆中低密度脂蛋白颗粒的数量。有大量的临床证据可以证明,对阿朴脂蛋白B和阿朴脂蛋白AⅠ的检测能够更好地诊断和预防冠心病,而且apoB和apoAⅠ能够更好的反应血管系统的总脂负荷,因此发展灵敏快速的apoB和apoAⅠ检测方法,对于冠心病的早期诊断具有重要的研究意义。本文主要包括以下几个方面的内容：一.概述了微流控芯片免疫分析及冠心病相关研究进展概述了微流控芯片实验室的发展现状,微流控芯片在分析领域中占有重要位置和诸多优点,介绍了免疫分析和生物传感器的相关内容。冠心病是威胁人类生命的重要疾病之一,结合微流控芯片免疫分析对冠心病标志物的检测,能够起到对冠心病进行提前诊断和预防的作用,具有重要的临床意义。二.微流控芯片电化学检测阿朴脂蛋白B100的研究构建了一种基于PMMA微流控芯片的三电极检测系统,用于血清中冠心病的标志物之一apoB-100的快速灵敏检测。PMMA芯片通道经过PEI和戊二醛修饰后,固定apoB-100抗体,用BSA封闭未被占据的氨基位点,然后通过夹心法将目标检测物修饰到芯片通道内。采用表面红外光谱法（ATR）表征了未修饰和修饰的芯片表面结构。在芯片木端进行电化学DPV检测,从而进行蛋白质浓度的分析,这种方法的线性范围可达到1-800 pg mL-1。apoB-100是最大的糖蛋白分子之一,是冠心病的重要疾病指标物,在临床检测上有一定的难度,该微流控免疫芯片可以实现对apoB-100蛋白灵敏快速的定量检测,在临床上具有潜在的应用价值。三.微流控芯片电化学检测阿朴脂蛋白AⅠ的初步研究阿朴脂蛋白AⅠ（apoAⅠ）是高密度脂蛋白（HDL）的主要成分,是冠心病的疾病标志物之一。基于微流控芯片三电极检测系统,我们构建了一种简单而又快速的检测方法,结果显示这种方法具有很好的实用性,在临床分析和诊断中具有潜在的应用价值.

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 微流控芯片概论
• 1.1 微流控分析系统的特点
• 1.2 芯片材料和芯片制作技术
• 1.2.1 芯片材料的选取原则
• 1.2.2 芯片材料
• 1.2.3 芯片制作方法
• 1.3 微流控芯片检测技术
• 1.3.1 激光诱导荧光检测
• 1.3.2 紫外吸收光度检测
• 1.3.3 化学发光检测
• 1.3.4 电化学检测
• 1.3.5 质谱检测
• 1.4 微流控芯片实验室的应用
• 1.4.1 微流控芯片在核酸检测中的应用
• 1.4.2 微流控芯片在细胞分析中的应用
• 1.4.3 微流控芯片在临床分析中的应用
• 1.4.4 微流控芯片在氨基酸和蛋白质分析
• 2 免疫分析概述
• 2.1 抗原
• 2.2 抗体
• 2.3 抗原抗体反应
• 2.4 免疫分析方法
• 3 生物传感器概述
• 3.1 电化学生物传感器的原理和特点
• 3.2 生物敏感元件的固定化
• 3.3 生物传感器的分类
• 3.3.1 酶传感器
• 3.3.2 微生物电极传感器
• 3.3.3 电化学免疫传感器
• 3.3.4 组织电极与细胞器电极传感器
• 3.3.5 电化学DNA传感器
• 4 动脉粥样硬化与冠心病概述
• 4.1 动脉粥样硬化的发病机制
• 4.2 冠心病的类型
• 4.3 浆脂蛋白
• 4.3.1 血浆脂蛋白的分类
• 4.3.2 载脂蛋白
• 5 本论文研究意义
• 6 参考文献
• 第二章 微流控芯片电化学检测阿朴脂蛋白B100的研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 3 实验方法
• 3.1 微流控芯片的制作
• 3.1.1 模板的制作
• 3.1.2 压制槽道
• 3.1.3 储液槽的制作
• 3.1.4 芯片的压合
• 3.2 微流控芯片的修饰
• 3.2.1 微流控芯片通道内表面改性
• 3.2.2 微流控芯片通道内的ELISA过程
• 3.3 通道内表面形貌的表征
• 3.3.1 表征样本的制作
• 3.3.2 用表面红外仪进行表征
• 3.4 基于微流控芯片免疫传感器的电化学检测
• 3.4.1 铅笔芯电极的制作
• 3.4.2 反应池的制作
• 3.4.3 电极的准备
• 3.4.4 检测装置的准备
• 3.4.5 空白溶液的检测
• 3.4.6 底物的检测
• 4 实验结果与讨论
• 4.1 表面修饰原理
• 4.2 基于微流控芯片免疫传感器的电化学检测
• 4.3 实际样品的检测
• 5 结论
• 6 参考文献
• 第三章 微流控芯片电化学检测阿朴脂蛋白AⅠ的初步研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 3 试验方法
• 3.1 纳米金胶的制备
• 3.2 微流控芯片的修饰
• 3.2.1 通道内表面改性
• 3.2.2 微流控芯片通道内的ELISA过程
• 3.3 微流控免疫传感器的电化学检测
• 3.3.1 电极的准备
• 3.3.2 实验装置的准备
• 3.3.3 空白曲线的检测
• 3.3.4 底物的检测
• 4 结果与讨论
• 4.1 检测原理
• 4.2 DPV检测
• 5 结论
• 6 参考文献
• 硕士期间发表论文情况
• 致谢