【摘 要】
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随着我国人口老龄化时代的到来,关注自身健康状况为提前预防、及早发现疾病的发生成为大势所趋,然而传统医院大型检验设备价格高,耗样多,流程繁,不适合家庭个人保健或社区医
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随着我国人口老龄化时代的到来,关注自身健康状况为提前预防、及早发现疾病的发生成为大势所趋,然而传统医院大型检验设备价格高,耗样多,流程繁,不适合家庭个人保健或社区医院常规检测。近年来,为满足基层和个性化诊疗使用需求,即时检验(Point-of-Care Testing,POCT)技术发展迅猛。本文在这一背景下,设计了一种免泵式微流控芯片的电化学生物传感器POCT,基于生物免疫识别原理对全球常见中老年男性群体易患前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)的标志物--前列腺特异性抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)实现定量检测。本文主要研究内容有:1、设计作为生物传感器检测平台的免泵式微流控芯片;通过对聚二甲基硅氧烷芯片改性处理,利用微米级通道内毛细作用力实现微流控芯片流体驱动,解决传统需要蠕动泵等机械外力的问题,达到免泵效果;2、设计基于Arduino微控制器的便携式恒电位仪系统;控制电位范围在-2.046至2.046V之间,输出电压分辨率为5mV,最低电流检测信号为10nA;3、基于appcan开发平台,设计针对安卓智能手机的配套手机软件;通过蓝牙模块实现恒电位仪与智能手机软件的通信,手机端功能包括发送指令和接收数据并显示;4、基于双抗体免疫夹心原理对前列腺癌标志物的快速检测;通过电聚合吡咯包埋捕捉抗体,固定在金电极上制成免疫识别层。检测抗体带有辣根过氧化氢酶(Horseradish Peroxidase,HRP),当PSA被检测抗体识别后,HRP催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(3,3’,5,5’-Tetramethylbenzidine,TMB)产生氧化还原电流信号。全过程仅需两步加样,实验结果对PSA浓度0-200ng/mL浓度电流响应成比例关系,最低检测浓度为1ng/mL。本体系结构简单,操作方便,成本较低,未来有望在这一平台上使用不同识别元件实现对多种生物分子的快速智能POCT检测。
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