基于功能化贵金属复合纳米材料信号放大的电化学免疫传感器的研究

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电化学免疫传感分析是一种基于免疫生物分子特异性识别,通过生成免疫复合物产生电化学信号变化,实现定量测定被测物质的一种检测方法。电化学免疫传感分析因具有较高的灵敏度,较强特异性,经济高效等优点,作为一种检测方法广泛应用于疾病诊断、环境监测和食品安全监督等领域。具有优良性能的功能化纳米材料应用于电化学免疫传感器,可以实现检测信号的放大,提高定量测定的灵敏度。本课题制备了Pt杂化的CuO负载的多壁碳纳米管(Pt@CuO-MWCNTs)、生物素功能化的氨基化Fe3O4纳米颗粒(B-APTES@Fe3O4)、银-半胱氨酸-金纳米球(Au-cys-Ag)、双金属纳米颗粒杂化的二氧化锡石墨烯(GS-SnO2-BMNPs)四种功能化贵金属复合纳米材料,分别对其性能进行了表征,利用它们大的比表面积、优良的电催化性能等特性,作为检测抗体标记物,构建了三种不同的电化学免疫传感器,实现了α-甲胎蛋白(AFP)的定量、灵敏测定,并实现了乙肝表面特异性抗原(HBs-Ag)和乙肝e抗原(HBe-Ag)的同时灵敏检测。课题具体研究内容如下:1、以β-环糊精功能化石墨烯(CD-GS)作为基底材料提高捕获抗体的负载量,以Pt@CuO-MWCNTs作为检测抗体标记物,构建了新型的电化学免疫传感器并用于AFP的定量、灵敏检测,检测的线性范围为1 pg·mL-10.5 ng·mL-1和0.5 ng·mL-120 ng·mL-1,检测限低至0.33 pg·mL-1。具有良好分散性的CD-GS应用于免疫传感器构建中,保证了免疫传感器的稳定性。Pt@CuO-MWCNTs应用于免疫传感器的构建起到多重放大检测信号的作用。结果表明该免疫传感器具有良好的重现性和稳定性,在AFP检测以及肝癌早期诊断中有一定的应用前景。2、设计并制备了生物素-链霉亲和素-生物素(B-SA-B)体系,利用电沉积金作为基底材料,用B-APTES@Fe3O4纳米颗粒作为检测抗体标记物,并以十字型的链霉亲和素作为桥连接分子,将生物素功能化的甲胎蛋白检测抗体与三分子量的B-APTES@Fe3O4纳米颗粒紧密结合,构建三重放大电信号的电化学免疫传感器用于灵敏检测AFP,线性范围为1 pg·mL-10.5 ng·mL-1和0.5 ng·mL-110 ng·mL-1,检测限低至0.33 pg·mL-1。该免疫传感器具有较好的选择性、重现性和稳定性,在实际样品检测中也取得了良好的结果。3、设计并制备了硫堇功能化的金铂复合二氧化锡石墨烯(GS-SnO2-Au@Pt-Thi)和二茂铁功能化的银-半胱氨酸-金纳米球复合二氧化锡石墨烯(GS-SnO2-Au-cys-Ag-Fc)分别作为乙肝表面特异性检测抗体(HBs-Ab2)和乙肝e检测抗体(HBe-Ab2)的标记物,构建了电化学免疫传感器用于同时灵敏检测HBs-Ag和HBe-Ag。其中硫堇和二茂铁可以产生两个互不干扰的强信号峰,两种双金属纳米颗粒杂化的二氧化锡石墨烯(GS-SnO2-BMNPs)能够辅助提高电信号,满足同时高灵敏检测的需要。HBs-Ag检测的线性范围为0.01100 ng·mL-1,检测限为4.665 pg·mL-1;HBe-Ag检测的线性范围为0.01100 ng·mL-1,检测限为4.679 pg·mL-1。该免疫传感器具有令人满意的重现性、选择性和稳定性,为乙型肝炎的诊断提供了有效的检测手段。
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