基于纳米材料构建癌胚抗原及甲胎蛋白电化学免疫传感器的研究

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癌胚抗原(CEA)和甲胎蛋白(AFP)是国际公认的常用的肿瘤标志物,目前被应用于很多疾病如肺癌,胰腺癌,乳腺癌,肝癌等的辅助诊断。因此,CEA或AFP的检测具有非常重要的临床价值。目前,已发展了很多免疫分析方法用于CEA或AFP的测定。电化学免疫传感器由于具有制备简单、检测速度快、灵敏度高、价格低廉、方便等优点,近年来,越来越多关于其检测CEA或AFP的研究,而制作电化学免疫传感器的关键步骤在于采用简单,快速,有效的方法将生物分子固定于电极表面。本文运用电沉积、静电吸附、共价键合等技术构建电化学免疫传感器,并引入纳米金,其比表面积高,吸附能力强,可以固定大量的抗体于电极表面,另外其具有良好的生物相容性,可以保持抗体的活性。本论文主要从以下几方面开展研究工作:1.基于电沉积制备壳聚糖-纳米金复合膜检测甲胎蛋白的免疫传感器的研究提出了一种基于壳聚糖-纳米金复合膜和硫堇制备的新型的甲胎蛋白免疫传感器。采用电沉积方法将壳聚糖-纳米金复合膜修饰于玻碳电极上,再利用戊二醛做交联剂将硫堇固定于电极上,然后利用硫堇吸附纳米金以固定甲胎蛋白抗体。用循环伏安法对电极制备过程进行了表征,并对实验条件进行了优化。在最佳的实验条件下,用该免疫传感器对甲胎蛋白进行了循环伏安测定,线性范围为0.40~200.0ng·mL-1,检测限为0.24ng·mL-1。该免疫传感器采用电沉积法制备壳聚糖-纳米金复合膜,与传统的滴涂法相比,该方法更有利于控制壳聚糖-纳米金复合膜的厚度,使免疫传感器具有良好的重现性。2.基于多孔壳聚糖膜和纳米金共修饰癌胚抗原免疫传感器的研究采用电沉积方法制备了多孔壳聚糖膜修饰的玻碳电极,然后利用戊二醛将电子媒介体硫堇共价交联于多孔壳聚糖膜上,进而利用硫堇固定纳米金于电极表面,并通过纳米金固定癌胚抗体,制得了电流型癌胚抗原免疫传感器。通过扫描电镜考察了多孔壳聚糖膜的表面形态,并通过交流阻抗技术和循环伏安法考察了电极的电化学特性,并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究。实验结果表明,该研究工作制备的多孔壳聚糖膜有利于提高抗体的固定量,最终提高免疫传感器的灵敏度。该免疫传感器对癌胚抗原的检测范围为0.2~10.0 ng·mL-1和10.0~160.0 ng·mL-1,检测限为0.08 ng·mL-1。此外,该免疫传感器具有良好的选择性,重现性和稳定性。3.基于HRP-SiO2@Au为标记的双抗体夹心免疫传感器的研制以同时标记HRP和甲胎蛋白抗体的SiO2@Au纳米球作为二抗,制作了甲胎蛋白双抗体夹心免疫传感器。在玻碳电极表面沉积氯金酸修饰上一层纳米金,通过纳米金强的吸附能力固定甲胎蛋白抗体,采用双抗体夹心免疫分析模式,将HRP-SiO2@Au标记的二抗结合到电极上,对甲胎蛋白进行测定,并与其它方法标记的二抗进行响应对比。实验结果表明,该研究工作采用的方法能在二抗上结合大量的HRP,使免疫传感器灵敏度提高。该免疫传感器对甲胎蛋白的检测范围为0.05~200 ng-mL-1,检测限为0.019 ng·mL-1。且该免疫传感器选择性好,稳定性佳。
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