20世纪以来,人们对生命的期望急剧上升,在人均寿命逐渐升高的情况下,由阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)引起的老年痴呆约占痴呆老人总数的80%,影响全世界6%的老年人口。病理学已经解释AD的标志蛋白之一为Tau蛋白,而目前Tau蛋白的常规检测方法为ELISA与Western Blot,这两种方法具有检测精度低、检测用时长、仪器昂贵等缺点。近年来,随着电化学传感器的发展,关于蛋白质的电化学研究已渐渐深入。其中,电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectrum,EIS)是分析系统复杂电阻的有效方法,该方法对表面现象和整体性质的变化敏感,且检测不影响蛋白构象,非常适合对微量蛋白质的检测。本文首先对阿尔茨海默症及其标志蛋白Tau做简要介绍,在总结分析常规检测Tau蛋白方法优缺点的基础上,提出使用电化学阻抗法对Tau蛋白进行表征,并通过对EIS技术原理及其目前对蛋白检测的现状进行分析,为构建针对Tau蛋白的自组装传感器打下理论基础。本文基于免疫原理,采用自组装技术制备免疫阻抗传感器。本文试验研究了传感器构建步骤及其参数的优化,成功制备了能够对Tau441蛋白进行特异性检测的自组装免疫阻抗传感器。该传感器通过电化学交流阻抗法进行表征,同时通过循环伏安法进行验证。该免疫传感器具体构建步骤如下:首先对金电极进行打磨,超纯水冲洗后将电极浸入DTSSP溶液,室温过夜,通过巯基-金化学键将DTSSP修饰到金表面。随后在电极表面滴加抗体39E10,室温孵育1h,通过烷磺基-氨基结合抗体,并使用乙醇胺封闭电极表面所有未反应的活性酯基。至此,用来检测Tau441的免疫传感器制备完成。最后将构建好的自组装传感器对Tau441蛋白进行捕获。实验研究结果表明:Tau441蛋白浓度在0.02μg/mL-20μg/mL范围内,Tau蛋白浓度与阻抗值具有线性关系,R~2=0.9888,即相关系数R=0.994,线性方程式为y=3.2702x+9.9758。人血清中含量最高的蛋白为人血清蛋白,因此,实验研究了该免疫传感器结合与Tau441蛋白相同浓度的人血清蛋白,证实自制免疫阻抗传感器对Tau441蛋白具有良好的特异性。为进一步改善该阻抗免疫传感器的性能,提高其灵敏度,试验研究引入Tau441的抗体Tau-12作为二抗,其与Tau441蛋白及39E10(一抗)形成三明治夹心复合物结构,构建免疫夹心传感器,对免疫传感器的信号进行放大。试验研究结果表明:自组装夹心免疫传感器成功对免疫传感器捕获的信号进行放大。当Tau441浓度在0.0002μg/mL-2μg/mL范围内,其浓度对数值与其阻抗之间呈线性关系,线性方程式为y=8.7301x+33.16,R~2=0.9779,即相关系数为0.9888。论文亦试验研究了该传感器在实际检测中应用的可行性。试验配制人工脑脊液,通过模拟人脑脊液环境,用该免疫阻抗传感器对Tau441蛋白进行捕获。结果显示Tau441蛋白浓度在0.0002μg/mL-2μg/mL范围内,其浓度对数值与其对应阻抗具有线性关系,线性方程式为y=1.4471lnx+13.396,相关系数为0.9831。论文构建的自组装传感器对Tau蛋白的检测均在10分钟内结束。综上,论文构建了能够对阿尔茨海默标志蛋白(Tau)进行快速检测的免疫夹心阻抗生物传感器,并试验研究了该免疫传感器在人工脑脊液样本中的应用。研究结果表明:本文构建的夹心免疫阻抗传感器对微量Tau蛋白的捕获具有特异性好、重复率高、检测时间短等优点。本研究为临床上检测早期AD患者脑脊液中的Tau蛋白提供了一种可供选择的方法,对AD疾病早期诊断具有重大的意义。