【摘 要】
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近年来,磁性纳米颗粒(Magnetic nanoparticles,MNPs)已在药物递送、肿瘤靶向、磁共振成像等领域中显示出巨大的应用前景,MNPs功能化是材料领域最活跃的研究内容之一。由于MNPs可以预分散在样品中,通过磁分离收集预浓缩分析物,而功能化的MNPs在原有的磁性基础上具有更好的亲水性、生物相容性、防污性或选择性等特性,MNPs在生物传感器的研发领域也备受关注。基于此,本文以不同方式
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近年来,磁性纳米颗粒(Magnetic nanoparticles,MNPs)已在药物递送、肿瘤靶向、磁共振成像等领域中显示出巨大的应用前景,MNPs功能化是材料领域最活跃的研究内容之一。由于MNPs可以预分散在样品中,通过磁分离收集预浓缩分析物,而功能化的MNPs在原有的磁性基础上具有更好的亲水性、生物相容性、防污性或选择性等特性,MNPs在生物传感器的研发领域也备受关注。基于此,本文以不同方式制备了两种蛋白功能化MNPs,结合电化学方法和表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)方法分别构建了灵敏检测帕金森病(Parkinson’s disease,PD)和肝纤维化疾病标志物的生物传感器,并对其实用性进行了评估。论文的主要研究内容如下:1.磁纳米和电化学增敏层介导的血清硝化α-syn灵敏检测PD是全球第二常见的神经退行性疾病。血液中的硝化α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)是早期PD的潜在有效生物标志物。本章中开发了一种用于特异性检测硝化α-syn的超灵敏免疫电化学传感器。超分子介导的金纳米复合材料(Gold Nanoparticle Composites,GNCs)被修饰在金电极上作为增敏层,表征结果表明GNCs具有丰富的蛋白结合位点用以固定抗体捕获硝化α-syn,同时GNCs还有较大的比表面积、生物相容性和高导电性。三明治夹心法的上半部分采用α-syn抗体功能化的Si O2包Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4@Si O2NPs)作为信号放大标签,根据样品中的硝化α-syn浓度产生灵敏的电化学信号变化。实验结果表明,这种具有灵敏度和选择性的简单硝化α-syn电化学传感器具有实际临床应用的潜力。2.核酸适配体辅助磁纳米表面蛋白定向固定用于血清LECT2灵敏检测白细胞源性趋化因子2(Leukocyte cell-derived chemotaxin 2,LECT2)已被证明是诊断肝纤维化的潜在生物标志物。本章内容开发了一种用于LECT2检测的灵敏SPR传感器。免疫球蛋白和表皮生长因子样结构域酪氨酸激酶1(Tyrosine kinase with immune globulin-like and epidermal growth factor-like domains 1,Tie1)被新发现是LECT2的受体,传感器选用在远离LECT2结合位点的C末端带有Fc标签的Tie1作为识别分子。特异性结合Fc结构域的核酸适配体被用于固定Tie1,并与磁包银纳米颗粒(Ag@MNPs)相连确保LECT2结合位点向外。由于蛋白质的定向固定,蛋白功能化Ag@MNPs能够高效捕获样品中的LECT2并显著增强SPR信号。实验结果表明,所构建的LECT2传感器灵敏度高,检测限为10.93 pg/m L,有望作为一种肝纤维化诊断方法,与血液中的其他生物标志物联合检测或可提高肝纤维化临床诊断的准确性。
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