基于納米材料的新型癌胚抗原免疫傳感器和鎘離子適配體傳感器的研究
發(fā)布時間：2021-11-12 06:32
電化學生物傳感器可通過生物分子之間的特異性識別并將其他信號轉化為電信號,以實現(xiàn)對目標物質的有效檢測。因此,開發(fā)即時、靈敏、高效的電化學生物傳感器檢測樣品意義重大。目前許多納米材料具有高電子傳遞性能及良好的生物相容性,已廣泛應用于生物傳感的構建。核酸適配體具有合成簡單、無免疫原性以及可有效識別離子靶標等特點,也已廣泛應用于傳感檢測與分析。本論文采用納米材料分別構建蛋白質傳感器與核酸傳感器,以滿足不同類型的目標物質檢測的需要,論文主要研究內容如下:1、基于金標銀染信號放大的癌胚抗原電化學傳感器的構建開發(fā)了一種新型的金標銀染電化學免疫傳感器,用于癌胚抗原（CEA）的檢測。該傳感器以Au NPs標記的聚硫堇（PTh-Au）膜修飾玻碳電極為傳感檢測平臺,以Ag@Au連接的二抗（Ag@Au-Ab2）作為免疫標簽,當所形成的免疫復合物的Ab2-Au被銀染色時,該夾心型生物傳感器采用陽極溶出伏安法檢測銀溶出信號。在優(yōu)化條件下,傳感器的線性校正范圍為0.1-120 ng m L-1（R2=0.99856）,檢測限為0...
【文章來源】：湖南工業(yè)大學湖南省
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
金納米比色法檢測Cd2+的策略Figure1-1StrategyforthecolorimetricdetectionofCd2+usingAuNPs
基于納米材料的新型癌胚抗原免疫傳感器和鎘離子適配體傳感器的研究20胚抗體捕獲，再通過金標二抗實現(xiàn)夾心免疫反應，最后通過銀染液，對金標二抗進行銀染。此時，傳感器界面上金標銀染的二抗的數(shù)量與捕獲的癌胚抗原的數(shù)量成正比。當使用電化學技術手段（陽極溶出伏安法）檢測時，會引起銀的溶出。由于癌胚抗原濃度與金標銀染的二抗的結合呈現(xiàn)正線性相關性，所以可通過陽極溶出伏安法定量檢測樣品中癌胚抗原的含量。圖2-1基于金標記銀染的CEA檢測電化學免疫傳感器構建示意圖Figure2-1Schematicprincipleoftheelectrochemicalimmunosensorbasedongold-labelsilver-stainforCEAdetection2.3結果與討論2.3.1免疫傳感器構建表征傳感器構建過程采用差分脈沖伏安法（DPV），并以[Fe(CN)6]4-/3-作為探針對電極逐步修飾過程進行表征。如圖2-2所示，與裸露的GCE（曲線b）相比，由于AuNPs和PTh的優(yōu)異電導率，PTh-Au改性的GCE（曲線a）在0.184V（vsAg/AgCl）下顯示出更強的DPV電流響應。但是，在修飾Ab1（曲線c）之后，蛋白質在電極表面形成了電子阻擋層，使得DPV電流響應急劇降低，這表明在電極上成功修飾了Ab1。在將封閉緩沖液滴到電極表面后，DPV電流進一步降低，表明BSA（曲線d）已成功封閉了多余的活性位點。當CEA（曲線e）吸附在傳感器上時，DPV峰值電流繼續(xù)降低，這是因為由CEA形成的蛋白質屏障阻礙了電子在電極表面上的轉移，這表明CEA與固定抗體有效識別并結合。最后，
碩士學位論文21接著滴加Ab2-Au（曲線f），使得DPV電流響應進一步下降，這由于Ab2-Au與CEA的免疫反應使蛋白質屏障進一步變大，并進一步阻礙了電子在電極表面的轉移。依據(jù)上述表征，DPV電流響應的變化證明了PTh-Au，Ab1，BSA，CEA和Ab2-Au成功連續(xù)組裝到GCE表面。圖2-2逐步修飾的玻碳電極在5mMK3[Fe(CN)6]+0.1MKCl+10mMPBS(pH6.8)混合液中DPV圖:(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCEFigure2-2DPVresponseofstepwisemodificationprocessoftheelectrodein10mM[Fe(CN)6]4-/3-(containing0.1MKCl)-PBS(pH6.8):(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE2.3.2實驗參數(shù)優(yōu)化為了獲得該免疫傳感器最佳的電流響應，一些影響電化學信號的重要因素需要考慮，在此，我們對抗體和抗原的孵育時間、硝酸銀的濃度以及銀的沉積時間進行了條件優(yōu)化。2.3.2.1抗原與抗體孵育時間優(yōu)化為了研究所提出的免疫傳感器的最佳條件，對（1）Ab1與CEA和（2）CEA與Ab2-Au之間的免疫反應時間進行了優(yōu)化。首先，將10μL的120ngmL-1CEA滴在免疫傳感器表面，并孵育10-60min。待用PBST小心沖洗后，構建三電極
本文編號：3490359
【文章來源】：湖南工業(yè)大學湖南省
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
金納米比色法檢測Cd2+的策略Figure1-1StrategyforthecolorimetricdetectionofCd2+usingAuNPs
基于納米材料的新型癌胚抗原免疫傳感器和鎘離子適配體傳感器的研究20胚抗體捕獲，再通過金標二抗實現(xiàn)夾心免疫反應，最后通過銀染液，對金標二抗進行銀染。此時，傳感器界面上金標銀染的二抗的數(shù)量與捕獲的癌胚抗原的數(shù)量成正比。當使用電化學技術手段（陽極溶出伏安法）檢測時，會引起銀的溶出。由于癌胚抗原濃度與金標銀染的二抗的結合呈現(xiàn)正線性相關性，所以可通過陽極溶出伏安法定量檢測樣品中癌胚抗原的含量。圖2-1基于金標記銀染的CEA檢測電化學免疫傳感器構建示意圖Figure2-1Schematicprincipleoftheelectrochemicalimmunosensorbasedongold-labelsilver-stainforCEAdetection2.3結果與討論2.3.1免疫傳感器構建表征傳感器構建過程采用差分脈沖伏安法（DPV），并以[Fe(CN)6]4-/3-作為探針對電極逐步修飾過程進行表征。如圖2-2所示，與裸露的GCE（曲線b）相比，由于AuNPs和PTh的優(yōu)異電導率，PTh-Au改性的GCE（曲線a）在0.184V（vsAg/AgCl）下顯示出更強的DPV電流響應。但是，在修飾Ab1（曲線c）之后，蛋白質在電極表面形成了電子阻擋層，使得DPV電流響應急劇降低，這表明在電極上成功修飾了Ab1。在將封閉緩沖液滴到電極表面后，DPV電流進一步降低，表明BSA（曲線d）已成功封閉了多余的活性位點。當CEA（曲線e）吸附在傳感器上時，DPV峰值電流繼續(xù)降低，這是因為由CEA形成的蛋白質屏障阻礙了電子在電極表面上的轉移，這表明CEA與固定抗體有效識別并結合。最后，
碩士學位論文21接著滴加Ab2-Au（曲線f），使得DPV電流響應進一步下降，這由于Ab2-Au與CEA的免疫反應使蛋白質屏障進一步變大，并進一步阻礙了電子在電極表面的轉移。依據(jù)上述表征，DPV電流響應的變化證明了PTh-Au，Ab1，BSA，CEA和Ab2-Au成功連續(xù)組裝到GCE表面。圖2-2逐步修飾的玻碳電極在5mMK3[Fe(CN)6]+0.1MKCl+10mMPBS(pH6.8)混合液中DPV圖:(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCEFigure2-2DPVresponseofstepwisemodificationprocessoftheelectrodein10mM[Fe(CN)6]4-/3-(containing0.1MKCl)-PBS(pH6.8):(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE2.3.2實驗參數(shù)優(yōu)化為了獲得該免疫傳感器最佳的電流響應，一些影響電化學信號的重要因素需要考慮，在此，我們對抗體和抗原的孵育時間、硝酸銀的濃度以及銀的沉積時間進行了條件優(yōu)化。2.3.2.1抗原與抗體孵育時間優(yōu)化為了研究所提出的免疫傳感器的最佳條件，對（1）Ab1與CEA和（2）CEA與Ab2-Au之間的免疫反應時間進行了優(yōu)化。首先，將10μL的120ngmL-1CEA滴在免疫傳感器表面，并孵育10-60min。待用PBST小心沖洗后，構建三電極
本文編號：3490359
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