新型硫化物复合材料电化学发光适配体传感器的构建及应用研究

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纳米材料的制备、表征到应用,一直是大家所探讨的热点。特别是新型、功能性、可修饰材料在生命分析领域,对生命物质的分析、检测;对疾病的诊断、治疗等方面的应用。适配体是体外合成的单链DNA或RNA,其具有亲合力高、特异性强、易于制备、易于修饰、稳定性好等优点,在医学诊断、药物研制、生物工程等诸多领域得到了科研工作者的诸多关注。电化学发光具有灵敏度高、线性范围宽、发光效率高、操作简便等优点而发展成为一种灵敏的检测技术。本论文结合了电化学发光的高灵敏度,硫化物复合材料优越的电化学发光性能,适配体的高选择性和纳米金良好的导电性、生物兼容性和信号放大等作用,构建了电化学发光适配体传感器,用于蛋白质的灵敏检测,并将构建的传感器应用于实际样品的检测,得到了满意的结果。主要创新研究内容如下:1.基于层状结构的二硫化钼-石墨稀(MoS2-GR)纳米复合材料和纳米金,构建了一种新的无标记型的电化学发光适配体传感器,实现了对凝血酶的超灵敏检测。首先,MoS2-GR纳米复合材料组装在玻碳电极(GCE)表面,MoS2-GR具有好的导电能力可以促进电子的转移,同时利用纳米材料大的比表面积可以固载大量的发光试剂Ru(bpy)32+。具有好的生物兼容性的AuNPs覆盖在电极上可通过Au-S键结合凝血酶适配体(Apt),并进一步放大ECL信号,这样形成一个无标记型的电化学发光适配体传感器。构建的传感器对凝血酶具有特异性高,抗干扰能力强。此外,构建的适配体传感器已成功应用于人血浆中凝血酶的检测,加标回收率在88.6-105.0%之间,RSDs不大于3.7%。该方法为蛋白质的灵敏检测提供了一种新方法。2.以硫化镉-石墨烯(CdS-GR)复合材料作为电化学发光材料,通过层层自组装的方法,构建了一个无标记型的电化学发光适配体传感器,实现了对癌胚抗原(CEA)的灵敏检测。复合材料是通过简单的一步水热法合成的,并通过SEM、XRD和Raman进行了表征。CdS-GR纳米复合材料展示出了良好的电化学发光性能,同时其大的比表面积增大了固定在电极表面的适配体的量,能够进一步提高检测的灵敏度。构建的ECL适配体传感器对CEA的检测表现出了灵敏度高、选择性好及稳定性高等特点。此外,将该传感器已成功应用于人血清样品中CEA的检测。加标回收率在85.0%-109.5%之间,RSDs不大于3.4%。为发展多样的电化学发光适配体传感器提供了一种新途径。3.以硫化镉-硫化钼(CdS-MoS2)复合材料作为电化学发光材料,构建了新型的电化学发光适配体传感器,实现了对人免疫球蛋白E(IgE)的灵敏检测。采用一步水热法合成了CdS-MoS2纳米复合材料,将该材料首先修饰到电极表面,然后连接上氨基DNA (NH2-ssDNA), NH2-ssDNA与目标物适配体链(T-Apt)互补。DNA酶具有类似辣根过氧化酶的特性,可以电催化还原H2O2。2O2作为CdS-MoS2电化学发光的共反应剂。将连有DNA酶和T-Apt的AuNPs修饰到电极上,当存在IgE时,T-Apt与IgE结合远离电极,使得ECL信号增强。CdS-MoS2展示出了良好的电化学发光性能,利用血红素酶对ECL的淬灭作用,提高了检测灵敏度。构建的ECL适配体传感器对IgE的检测具有灵敏度高、选择性和稳定性好的优点。回收率在80%-101.8%范围内,RSDs均小于3.8%。本研究为蛋白质的灵敏检测提供了一种新技术。
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