基于光学多元金属纳米材料的口腔癌标志物新型磁性电化学免疫传感器的构建与研究

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目的论文选取与口腔鳞状细胞癌(OSCC)密切相关的蛋白标志物(PTM)为目标物,以PTM电化学免疫传感器面临的灵敏度较低、构型单一、固载效果差、检测复杂等问题为切入点,从生物元件固定化活性界面、信号标记物以及免疫检测模式等方面着手,建立系列灵敏度、稳定性和选择性三高的PTM电化学免疫传感新方法,为生物样本中活性分子识别及定量检测提供高效、精密、准确的方法学基础,为痕量标志物检测提供新思路。方法论文设计采用机械合金化法(MA)将电致化学发光(ECL)活性物掺杂多元金属材料制备光学多元金属纳米材料(OMMN),经场发射扫描电镜(FESEM)、倒置荧光显微镜(IFM)、X-射线衍射(XRD)进行微观形貌表征和元素分析;对ECL和电化学性能进行比对研究,遴选光电行为优良的光学二元金属掺钌(Bi-Ru)、三元金属掺钌(Tri-Ru)和二元金属掺鲁米诺(Bi-Lu)的系列OMMN,并将其作为检测抗体标记物。分别以磁性氧化石墨烯(MGO)、金纳米颗粒(Au NPs)/磁性还原氧化石墨烯(Mr GO)(Au Mr GO)和氧化石墨烯/聚L-半胱氨酸/金包四氧化三铁(GO/PL-Cys/MAu/MGCE)构建系列功能磁性界面固载免疫分子,经抗原-抗体特异性结合,分别对单一PTM P16蛋白(Pp16)、c-Myc蛋白(AGc-Myc);及呈正反馈双PTM AGc-Myc和蛋白磷酸酶2A抑制剂(CIP2A)进行识别传感检测。通过FESEM、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等对系列修饰电极进行微观形貌表征,使用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)对传感器的构建过程进行电化学监测,利用ECL、差分脉冲伏安法(DPV)实现对目标物的灵敏检测,经方法学研究和可行性验证对三种传感器的分析性能进行系统研究。结果三种电化学免疫传感器的定量检测范围分别是0.1 ng/L~0.1μg/L、10pg/L~0.1μg/L以及5 pg/L~5 ng/L和50 pg/L~50 ng/L,检出限分别为0.5 ng/L、5 pg/L以及2.5 pg/L和25 pg/L。经系统方法学研究和可行性验证证实三种传感体系有较好的稳定性、重现性和选择性,并成功应用于加标血液、唾液样品的检测,回收率均在96.0~110.0%之间,RSD<5.90%。结论经MA制备的OMMN具有优良的ECL和电化学性能,作为信号标签可广泛应用于传感检测系统。系列功能磁性电极作为固载免疫分子的活性界面集分离、富集和检测于一体,在较便捷的基础上实现了检测信号的多重放大,达到了高灵敏检测OSCC相关PTM的目的,为痕量单一和多标志物的电化学检测提供了可能,也为其它TM的电化学免疫传感检测提供新思路。其在多种加标生物样品的PTM检测中有满意的回收率,证实所构建的系列电学免疫传感器在实际检测中有良好的应用潜能。
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