甲胎蛋白(AFP)是一种酸性糖蛋白,在怀孕的后期,对母体中α-甲胎蛋白的检测可以发现婴儿的脑和脊柱发育缺陷。正常的成人体内,异常的甲胎蛋白浓度常常意味着一些恶性疾病,比如前列腺癌及肝癌等。因此作为国际公认的肿瘤标志物之一,对AFP的检测在临床肿瘤诊断上具有重要价值。近年来,电化学生物传感器在医疗、生物和环境等领域取得了显著的进展。具有特异性识别能力的生物成分和各种转换器相结合,形成了当前快速发展的生物传感器领域。电化学免疫检测方法具有安全、经济、灵敏度高、操作简单方便等特点,它在近年来吸引了人们的研究兴趣。本论文分别应用硼酸自组装单层、Fe3O4磁性纳米粒子,SiO2纳米粒子制备了三种AFP电化学免疫生物传感器,实现了AFP的快速检测。首先,利用硼酸自组装单层与糖化蛋白质分子间的特定相互作用,发展了一种可重复使用的安培免疫传感器。该传感器通过在金丝电极表面自组装氨基苯硼酸-11-巯基脂肪酸-11-巯基-1-十一酸(APBA-MUA/MU)单层,并进一步利用硼酸基团与糖化蛋白质分子中的糖残基的相互作用将酶标记的甲胎蛋白抗原AFP吸附在电极表面。循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)、紫外测试(UV)证明了利用自组装技术可在金电极表面形成致密的硼酸单层,该单层可通过硼酸基团与糖分子的特定相互作用识别糖化蛋白质抗原,并通过竞争免疫方法进一步识别其抗体形成免疫配合物,使电极的电化学阻抗增加,对H2O2还原的催化响应增大。我们同时还研究了抗原抗体的竞争比例、温育时间、温度、测定液的pH值对安培测定的影响,找到了最佳的实验条件。整个实验包括温育、检测以及再生只需要35分钟。传感器再生五次标准偏差为2.5%。将AFP抗原的血清样品检测与现用标准方法对照,得到与之相当的准确度。第二种无试剂免疫传感器是利用Fe3O4磁性纳米粒子制备的。二茂铁硼酸和抗体反应,制成标记抗体(二抗)。Fe3O4磁性纳米粒子硅烷化后与抗体结合,结合了Fe3O4磁性纳米粒子的抗体与待测抗原温育,使两者进行特异性反应,最后将上述反应好的Fe3O4磁性纳米粒子与二抗反应。将最终修饰好的粒子分散在检测液中,利用磁性玻碳电极吸附聚集上述最终粒子进行循环伏安(CV)、示差脉冲伏安(DPV)检测。此方法无需在底液中加入探针分子,减少了溶液的复杂性。第三种免疫传感器是利用SiO2纳米粒子制备的。SiO2纳米粒子硅烷化后先后与抗体、二茂铁硼酸结合,间接使AFP抗体携带上了探针分子。L-半胱氨酸在金电极表面形成自组装层后与无标记的AFP抗体结合,再与待测抗原温育,然后再与AFP标记抗体进行特异性识别结合。循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)、方波脉冲(SWQ)等方法证明了免疫复合物的形成过程。在一定的实验条件下,AFP抗原线性检测范围为10～100 ng/mL。该传感器具有灵敏度高,检测范围宽的特点,同时对抗体进行无损伤标记,SiO2纳米粒子的利用使得信号进一步增大。