用于C-反应蛋白检测的二茂铁衍生物电化学传感器研究

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C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)作为炎症因子,与传染病,心血管疾病,恶性肿瘤,自身免疫性疾病,抑郁症等疾病高度相关,也是这些疾病的早期检测、诊断、病情评估等的有效指标。因此,人血清中CRP含量的测定具有重要意义。目前有许多方法可以在临床应用中检测CRP。电化学分析具有实时、快速、灵敏、易于小型化的特点,是一种非常有效的CRP检测方法。本论文基于静电吸附结合小分子壳聚糖(Chitosan,CS)、三聚氰胺(Melamine,MEL)和金纳米材料(Au NPs)的信号放大方法,以丝网印刷电极(Screen Printed Electrode,SPE)为基底,利用二茂铁甲酸(Fc(COOH))和二茂铁甲酰谷胱甘肽(Fc[CO-Glu-Cys-Gly-OH],Fc-ECG)为电化学探针来构建传感器,通过差分脉冲伏安法(Differential Pulse Voltammetry,DPV)进行检测CRP。其研究内容如下:(1)用于CRP检测的CS/Fc(COOH)/SPE电化学传感器研制:利用Fc(COOH)的电子传递可逆性,化学稳定性好以及良好的生物活性和亲脂性,将它作为电化学探针,然后修饰于裸电极上,再滴加CS来提高修饰电极的导电性能,构建CS/Fc(COOH)/SPE电化学传感器,依据CS与CRP分子间的作用力,实现CRP电化学方法检测。实验采用紫外-可见光谱(UV-Vis Spectroscopy,UV-Vis)、荧光光谱(Fluorescence Spectroscopy,FS)、循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)、DPV和电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)进行表征,并采用DPV法测定不同浓度的CRP电流响应值,得到在1?550μg?m L-1浓度范围内,CRP的浓度与峰电流值呈现良好的线性关系,其线性方程:I(?A)=11.2630-0.01368C(μg?m L-1),相关系数R2为0.99471,最低检测限为0.3μg?m L-1,灵敏度为0.194?A?μg-1?m L?cm-2,I为电流值,C为CRP的浓度。(2)用于CRP检测的Fc-ECG/MEL/Au NPs/SPE电化学传感器研制:通过恒电位沉积法将Au NPs颗粒沉积到SPE表面,MEL作为中间材料修饰到Au NPs/SPE上,MEL与Fc-ECG通过氢键作用力结合,构建成一种双重信号放大的用于CRP检测的传感器Fc-ECG/MEL/Au NPs/SPE,一方面是纳米材料的放大作用,另一方面是MEL作为载体协助电子传递作用,二者结合起到了协同作用来放大电化学信号。采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、UV-Vis、FS、CV、DPV和EIS进行表征,并采用DPV法测定不同浓度的CRP电流响应值,得到在0.001?1000μg?m L-1浓度范围内,不同CRP浓度的对数值与其峰电流响应之间有良好的线性关系,其线性方程为:I(μA)=7.6468-0.78446lg C(μg?m L-1),R2为0.99506,最低检测限为0.3 ng?m L-1,灵敏度为11.104μA?μg-1?m L?cm-2。(3)将构建的两种电化学传感器分别用于血清样品中的CRP检测,结果表明,前者的回收率在92.13%?109.18%之间,RSD低于7.26%,而后者的回收率98.69%?102.43%,RSD为低于6.59%。与CS/Fc(COOH)/SPE作比较,Fc-ECG/MEL/Au NPs/SPE具有检测范围比较宽,且检测限降低了1000倍,灵敏度提高了56倍。因此,传感器Fc-ECG/MEL/Au NPs/SPE优于CS/Fc(COOH)/SPE电化学传感器,但它们在选择性和重复性上二者基本一致。
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