新型中性载体PVC膜离子选择性电极及层层自组装电流型免疫传感器的研究

论文摘要

离子选择性电极是一种能够快速、准确、方便、选择性的测定复杂样品中某种离子含量的分析测试工具。目前,离子选择性电极已广泛应用于环境监测、生物医学检测、化工生产、地质检测等领域。聚四氯乙烯（PVC）溶剂聚合膜离子选择性电极因其操作简单、成本低廉、响应迅速、线性范围宽、检测限低等优点已成为当前科学工作者们的研究焦点。研制出新型PVC膜离子选择性电极的关键在于敏感载体的设计与合成。在本文中,我们设计并合成了两个schiff碱,将其作为中性载体制备了两个新型的PVC膜离子选择性电极。电化学免疫传感器是将电化学分析技术及免疫测定结合起来的分析检测工具,已广泛应用于临床诊断、生物医学检测、环境监测等领域。电化学免疫传感器具有操作简便、成本低廉、响应迅速、选择性良好和灵敏度高等优点。构建一个新型的电化学免疫传感器的关键之处在于抗原抗体在电极上的固定。层层自组装技术是基于静电引力固定带有相反电荷化合物形成多层膜从而可固定生物大分子的一种方法,此方法能够精确控制膜的组成及厚度,具有操作简单、多样性等优点,易用于电化学免疫传感器的制备。在本文中我们研制出了一种灵敏的基于层层自组装技术的电流型免疫传感器。第一部分：新型中性载体PVC膜离子选择性电极1.以水杨醛缩水杨酰肼为中性载体的PVC膜铝离子选择性电极的研究研制了水杨醛缩水杨酰肼为中性载体的PVC膜新型Al3+离子选择性电极。该传感器对Al3+呈现出优良的Nernst电位响应性能。电极斜率为20.0 mV／dec,线性范围为1.0x10-1～9.0×10-6 mol／L,检测下限7.0x10-6 mol／L。电极的pH值应用范围为2.5-5.5,对Al3+具有良好的选择性。电极的响应时间为9s,电极在使用两个月后其电极电位响应性能未见下降。采用紫外-可见光谱技术、摩尔电导法及交流阻抗技术研究了电极响应机理。该电极能够作为指示电极快速、准确地检测出茶叶、自来水、米粉丝等实际样品中铝的含量,具有实用价值。2.以丙二酰肼席夫碱为中性载体的钴离子选择性电极的研究以水杨醛缩丙二酰肼为中性载体制备了新型PVC膜Co2+离子选择性电极。该电极对Co2+呈现出良好的选择性及近Nernst电位响应性能。电极斜率为31.1mV/dec,线性范围为1.0×10-1-3.2×10-5 mol／L,检测下限1.0×10-5 mol／L。采用交流阻抗技术研究了电极响应机理,并将电极作为指示电极初步应用于EDTA的电位滴定及Co2+的回收率实验,获得令人满意的结果。该电极具有制备简单、响应迅速、成本低廉等优点。第二部分：层层自组装电流型免疫传感器的研究3.基于透明质酸及硫堇层层自组装的前列腺特异性抗原电流型免疫传感器的研究透明质酸（HA）具有极佳的生物相容性,采用层层自组装技术首次将其应用于免疫传感器的制备。利用静电吸附作用,将带负电荷的HA和带正电荷的电子媒介体硫堇（Thi）层层自组装到壳聚糖修饰的玻碳电极表面,利用硫堇上的氨基固定纳米金（nano-Au）并固载前列腺特异性抗体（anti-PSA）,制得新型前列腺特异性抗原电流型免疫传感器。通过循环伏安法（CV）、微分脉冲伏安法（DPV）以及交流阻抗技术（EIS）考察了该免疫传感器的电化学特性,并对影响该免疫传感器性能的各种因素进行了详细的研究。在优化的实验条件下,此免疫传感器的线性范围为0.5-4ng/mL和4～25ng/mL,检测下限为0.2ng/mL。该免疫传感器具有制备简单、灵敏度高、及稳定性好等优点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 新型中性载体PVC膜离子选择性电极的研究
• 第一章 绪论
• 1.1 离子选择性电极简介
• 1.1.1 离子选择性电极的原理
• 1.1.2 离子选择性电极的性能参数
• 1.2 不同类别离子选择性电极的发展
• 1.2.1 玻璃膜电极
• 1.2.2 固态膜电极
• 1.2.3 流动载体膜电极
• 1.2.4 敏化离子选择性电极
• 1.3 PVC膜离子选择性电极
• 1.3.1 PVC膜离子选择性电极的制作方法
• 1.3.2 中性载体PVC膜离子选择性电极的发展现状
• 1.3.3 研制PVC膜离子选择性电极的关键问题
• 1.4 本文的研究思路
• 第二章 以水杨醛缩水杨酰肼为中性载体的新型铝离子选择性电极的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 电极的制备过程及电极电位的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 电极电位响应特性
• 2.3.2 电极的动态响应时间、寿命、稳定性及重现性
• 2.3.3 电极的pH应用范围
• 2.3.4 电极的选择性
• 2.3.5 电极的响应机理研究
• 2.3.6 膜交流阻抗的研究
• 2.3.7 电极的初步应用
• 2.4 结论
• 第三章 以丙二酰肼席夫碱为中性载体的钴离子选择性电极的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 电极的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 电极的电位响应特性
• 3.3.2 电极的pH值应用范围
• 3.3.3 电极的选择性
• 3.3.4 膜交流阻抗行为研究
• 3.3.5 电极的初步应用
• 第二部分 层层自组装电流型免疫传感器的研究
• 第四章 绪论
• 4.1 免疫分析检测技术
• 4.2 电化学免疫传感器概述
• 4.2.1 电化学免疫传感器的分类
• 4.2.2 电化学免疫传感器的应用
• 4.2.3 电化学免疫传感器的发展趋势
• 4.3 电流型免疫传感器概述
• 4.3.1 电流型免疫传感器的原理
• 4.3.2 免疫传感器中抗原（抗体）的固定方法
• 4.4 层层自组装（LBL）电化学免疫传感器的发展现状
• 4.5 本文研究思路
• 第五章 基于透明质酸及硫堇层层自组装的前列腺特异性抗原电流型免疫传感器的研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 主要仪器和试剂
• 5.1.2 免疫电极的制备
• 5.1.3 检测方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 电极修饰过程的电化学表征
• 5.2.2 实验条件的优化
• 5.2.3 免疫传感器的响应性能
• 5.2.4 传感器的稳定性、重现性及选择性
• 5.2.5 人体血清中PSA含量的检测
• 5.3 结论
• 参考文献
• 作者攻读硕士期间发表的论文
• 致谢