本文選題：酶熱傳感器 + 牛奶分析��； 參考：《華中科技大學(xué)》2012年博士論文

【摘要】：社會的文明進(jìn)步,科技的創(chuàng)新發(fā)展,人們在公共衛(wèi)生安全、生活環(huán)境條件等多方面有較大改觀的同時(shí)亦存在諸如環(huán)境污染對人體健康的影響日益突出,食品安全事件時(shí)有發(fā)生、糖尿病、癌癥患者增多的趨勢等嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題,威脅著人類的健康和生命。以上問題都需要快速、有效的檢測方法。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異,多學(xué)科交叉日益緊密,涌現(xiàn)出許多新興生物分析技術(shù),酶熱生物傳感器和生物芯片是具有代表性生物分析技術(shù),反之,這些新興生物分析技術(shù)的研發(fā)促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)研究和實(shí)踐應(yīng)用的快速發(fā)展。 本論文目的是開展新型生物分析技術(shù)-酶熱生物傳感器和蛋白芯片分析技術(shù)在環(huán)境醫(yī)學(xué)監(jiān)測中的研究,為保障和維護(hù)人類健康提供有力技術(shù)支撐。 酶熱生物傳感器是利用固定酶作為分子識別元件特異性催化底物,產(chǎn)生的熱焓,通過熱敏電阻轉(zhuǎn)化成電信號,信號大小與底物濃度成正比,酶熱傳感器采用雙通道,一個(gè)反應(yīng)通道,一個(gè)參比通道,可以消除非特異性熱,連續(xù)監(jiān)測牛奶、血液等生物樣中的關(guān)鍵物質(zhì)如尿素、葡萄糖、乳酸,無需樣品前處理,綠色環(huán)保,較其它技術(shù)方法具有快捷,精確、特異性高的種種優(yōu)點(diǎn),愈來愈引起分析生物學(xué)家及生物學(xué)界的廣泛關(guān)注。已成為生物分析領(lǐng)域的主角之一。 蛋白芯片隨著蛋白組學(xué)的需要而發(fā)展起來的,具有高通量,快速的特點(diǎn),"XNA on GoldTM"芯片是一種新型生物芯片,通過生物素-親和系統(tǒng)構(gòu)建自組裝單分子膜,以提供一個(gè)強(qiáng)大的,多功能的固定表面。表面的疏水膜可以消除蒸發(fā)的影響,從而保持生物分子暴露在固定表面的活性。鏈霉親和連接層可以連接任何生物分子類包括：碳水化合物,多肽,抗體,受體,以及更傳統(tǒng)的基于陣列的DNA。本課題應(yīng)用酶熱生物傳感器分析牛奶質(zhì)量控制關(guān)鍵指標(biāo)尿素、乳酸,全血中葡萄糖、乳酸,這將促進(jìn)我國生物樣品系列檢測技術(shù)的方法學(xué)研究及其實(shí)踐應(yīng)用,為修訂、完善我國檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系積累科學(xué)資料、提供技術(shù)支持、拓展科研空間：再則,基于酶聯(lián)放大信號技術(shù)用酶熱生傳感器檢測肺癌標(biāo)記物表皮生長因子受體EGFR的核苷酸雜交熱信號,"XNA on GoldTM"生物芯片技術(shù)分析蛋白標(biāo)記物癌胚抗原CEA,在基因、蛋白質(zhì)兩個(gè)水平初步探索肺癌標(biāo)記物的檢測方法,取得了一些有意義結(jié)果。今后目標(biāo)是建立多標(biāo)記物高通量分析方法并進(jìn)行病人樣本分析,考察標(biāo)記物在人群中的早期篩查價(jià)值,為多層次,多水平研究環(huán)境因素、肺癌早期診斷、流行病之間聯(lián)系打下良好基礎(chǔ)。 本論文將分四個(gè)章分別描述酶熱生物傳感器和蛋白芯片技術(shù)在環(huán)境醫(yī)學(xué)監(jiān)測中的研究。 第一章酶熱傳感器檢測牛奶中尿素和乳酸 目的：建立酶熱傳感技術(shù)檢測快速、分別檢測牛奶中尿素和乳酸的方法。方法：食品檢測一般需要繁瑣的樣品前處理以消除基質(zhì)干擾,一種雙通道流動(dòng)注射分析傳感器可以無需樣品前處理,儀器應(yīng)用熱傳導(dǎo)器檢測來自酶與底物產(chǎn)生的熱量,儀器的一個(gè)通道用于反應(yīng)酶柱,另外一個(gè)通道用于消除非特異性熱。此儀器可以測量牛奶中尿素和乳酸,無需樣品前處理。結(jié)果：在緩沖溶液中尿素線性范圍0.1-50mM(R=0.996),乳酸線性范圍0.025-5.0mM(R=0.9998)),脂肪含量為0.5%,1.5%,3,0%牛奶中尿素相關(guān)系數(shù)R分別為0.994,0.992,0.990,乳酸相關(guān)系數(shù)R均為0.999,樣品分析時(shí)間為5min/樣,無需樣品前處理可以縮短分析時(shí)間、簡化操作、減少人員培訓(xùn),另外雙通道可以提高測量重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性。結(jié)論：本方法操作簡單,反應(yīng)迅速,能滿足牛奶樣品中尿素、乳酸的監(jiān)測需要,將在衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、環(huán)境發(fā)揮巨大作用具有較好的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)前景。 第二章酶熱傳感器同時(shí)檢測血中葡萄糖和乳酸 目的：建立酶熱傳感技術(shù)同時(shí)檢測全血中葡萄糖和乳酸的方法。方法：糖尿病人通過連續(xù)監(jiān)測血糖消除危險(xiǎn)因素,血糖水平被認(rèn)為是健康重要的指標(biāo),但單一個(gè)指標(biāo)不能給出完整的信息；乳酸是細(xì)胞在無氧代謝下的產(chǎn)物,能用來監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)有氧代謝和無氧代謝的平衡,同時(shí)測量兩個(gè)代謝物可以提高病人治療效果。用分流雙通道酶熱傳感器同時(shí)測量全血中葡萄糖和乳酸,葡萄糖氧化酶分解葡萄糖,乳酸氧化酶分解乳酸。結(jié)果：試驗(yàn)中全血無堵塞和干擾發(fā)生,葡萄糖和乳酸檢測范圍均為0.5-45.0mM,葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)方程Y=2.11x+8.09(r2=0.999),乳酸標(biāo)準(zhǔn)Y=1.86x+1.60(r2=0.999),分析時(shí)間2.5min/樣。與商業(yè)化儀器HemoCue比較,兩者有較好相關(guān)系數(shù),酶柱活性可以保持45天有效測量,線性范圍和靈敏度能滿足臨床分析需求,無需樣品處理能夠?qū)崿F(xiàn)臨床病人實(shí)時(shí)在線監(jiān)測分析全血樣品。結(jié)論：該方法操作簡單、反應(yīng)快速,無需樣品前處理,能滿足日常臨床病人血液中葡萄糖和乳酸的同時(shí)監(jiān)測。 第三章酶熱傳感器檢測表皮生長因子受體雜交熱信號初步研究 目的：建立基于酶熱生物傳感技術(shù)測定肺癌標(biāo)記物表皮生長因子受體核苷酸雜交的熱信號,為肺癌突變早期篩查提供新的有效方法。方法：把單鏈核苷酸固相在玻璃微球CPG上作為探針,完全配對的生物素標(biāo)記的核苷酸與探針雜交反應(yīng),鏈霉親和素偶聯(lián)的堿性磷酸酶(AP-strep)通過與生物素作用結(jié)合到固相表面,底物4-硝基苯磷酸二鈉鹽(pNPP)與酶反應(yīng)可以產(chǎn)生熱信號。結(jié)果：Tris buffer選為流動(dòng)相和底物溶解液,流速為0.5mlmin-1,底物濃度選為10.0mgmL-1。結(jié)論：初步探討核苷酸雜交熱信號酶熱生物傳感器檢測方法,為以后工作打下基礎(chǔ)。 第四章蛋白芯片檢測癌胚抗原初步研究 目的：建立雙抗體夾心法蛋白芯片檢測癌胚抗原的方法,為肺癌早期篩查提供有力技術(shù)支撐。方法：本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用BioDot芯片點(diǎn)樣儀在"XNA on GoldTM"芯片上采用雙抗體夾心法原理測定癌胚抗原(CEA)水平,用生物素標(biāo)記的癌胚抗原(CEA)抗體包被芯片,制成固相抗體,往包被芯片中先后加入癌胚抗原(CEA),熒光cy3標(biāo)記的癌胚抗原(CEA)檢測抗體,形成抗體-抗原-抗體復(fù)合物,經(jīng)激光共聚焦(CCD)掃描后,信號的大小和樣品中的癌胚抗原(CEA)呈正相關(guān)。結(jié)果：篩選系列捕獲抗體、檢測抗體濃度,最佳濃度均為0.1mgmL-1,分析系列抗原濃度獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)論：初步探討了蛋白芯片測定癌胚抗原方法,為以后建立多標(biāo)記物高通量檢測方法打下基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology , the development of science and technology , there are serious public health problems such as environmental pollution to human health , serious public health problems such as the occurrence of environmental pollution on human health , the occurrence of food safety incidents , diabetes , the increasing trend of cancer patients and other serious public health problems , which threaten the health and life of human beings .

The purpose of this paper is to carry out the research of new biological analysis technology - enzyme thermal biosensor and protein chip analysis technology in environmental medical monitoring to provide powerful technical support for guaranteeing and maintaining human health .

The enzyme thermal biosensor is used as a molecular recognition element - specific catalytic substrate by using a fixed enzyme , and the generated heat enthalpy is converted into an electric signal by a thermistor , the size of the signal is directly proportional to the concentration of the substrate , and the enzyme thermal sensor can eliminate non - specific heat and continuously monitor key substances such as urea , glucose and lactic acid in biological samples such as urea , glucose and lactic acid , and has the advantages of rapid , accurate and high specificity in biological samples such as urea , glucose and lactic acid , and has become one of the leading characters in the field of biological analysis .

A novel biochip for detecting lung cancer marker is composed of carbohydrate , polypeptide , antibody , receptor and more traditional array - based DNA .

In this paper , four chapters are divided into four chapters to describe the research of enzyme thermal biosensor and protein chip technology in environmental medical monitoring .

In chapter one , the enzyme thermal sensor detects urea and lactic acid in milk

Objective : To establish a method for rapid and rapid detection of urea and lactic acid in milk .

In chapter 2 , the enzyme thermal sensor simultaneously detects both glucose and lactic acid in blood

Objective : To establish a method for simultaneous detection of glucose and lactic acid in whole blood by using enzyme thermal sensing technique .
The results showed that glucose and lactic acid , glucose oxidase and lactate oxidase in whole blood were measured by shunt dual - channel enzyme thermal sensor .

A preliminary study on the detection of hybrid heat signal of epidermal growth factor receptor by enzyme thermal sensor

Objective : To establish a new effective method for the detection of lung cancer marker epidermal growth factor receptor ( EGFR ) by enzyme - thermobiosensing technique . A new effective method was provided for early screening of lung cancer mutation . The method comprises the following steps : the single - stranded nucleotide solid phase is used as a probe in the glass microspheres , the biotin - labeled nucleotide is hybridized with the probe , and the alkaline phosphatase ( AP - strep ) coupled by streptavidin is combined with the probe to generate a thermal signal .

A preliminary study on the detection of carcinoembryonic antigen by protein chip

Objective : To establish a method for the detection of carcinoembryonic antigen by double antibody sandwich method , which provides a powerful technical support for early screening of lung cancer .
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R734.2;R12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2099762