功能化复合纳米材料在电化学和电致化学发光免疫传感器中的应用

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电化学免疫传感器因实验操作简便、灵敏度高、特异性强、检测速度快等优点被广泛研究。近年来纳米材料逐渐被应用于生物传感领域,并获得突破性进展。其中,纳米复合材料由于其性能的可控制备,在生物传感器领域引起了人们的广泛关注。(一)设计了一种基于石墨烯-硫堇修饰电极的甲胎蛋白无标记免疫传感器。采用循环伏安法表征了电极的修饰过程。通过修饰电极吸附抗原前后电流峰值的变化来实现对甲胎蛋白的定量测定。对甲胎蛋白的测定结果表明设计的传感器具有灵敏度高、检测范围宽(0.05-2.00 ng?mL-1)、检测限低(5.77 pg?mL-1,S/N=3)以及稳定性好的优点。最后通过检测人血清中甲胎蛋白的含量对电极的可信度进行了考察,结果令人满意。(二)前列腺特异性抗原作为一种特异性很强的前列腺疾病标志物,被广泛应用于前列腺肿瘤的筛选、诊断及愈后监控中。在正常健康男性血清中,前列腺抗原的含量为0-4 ng?mL-1。体系设计了一种基于壳聚糖分散的石墨烯-次甲基蓝纳米复合材料修饰电极的前列腺抗原电化学免疫传感器。石墨烯-次甲基蓝纳米复合材料修饰电极后表现出良好稳定性并用之固定前列腺抗体,电极的修饰过程采用循环伏安法进行表征。基于修饰电极吸附前列腺抗原前后电流值的不同,建立了一种用于前列腺抗原检测的电流型免疫传感器。在最佳条件下,绘制出传感器对前列腺抗原的标准曲线,线性范围为0.05-5.00?ng?mL-1,检测限为13 pg?mL-1,且选择性高。此外,还将传感器用于人体血清中前列腺抗原的检测,结果令人满意。(三)实验中合成了一种新型的功能化纳米介孔二氧化硅(MSN),其粒径在100nm左右,分散良好,颗粒均匀,MSN与四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒子杂化(MSN@Fe3O4)后作为载体负载三聚氰胺二抗及辣根过氧化氢酶(HRP),组成标志物,该标志物具有良好的电化学活性,并用其修饰电极制备成三聚氰胺电化学免疫传感器。该传感器对H2O2显示出较好的电催化响应。其对低浓度的三聚氰胺具有检测线性,线性范围为0.05-10.0 ng·mL-1,检测限为0.03 ng·mL-1,并且具有很好的稳定性和选择性。(四)报道了一种基于铂纳米粒子杂化的SBA-15纳米材料(Pt@SBA-15)构建的高灵敏多通道免疫传感技术。免疫传感器是通过将石墨烯修饰于丝网印刷碳电极表面共价键合抗体制备的。在通过免疫反应,将Pt@SBA-15捕获到电极表面来催化底液中含有的过氧化氢产生检测信号。以己烯雌酚和雌二醇作为目标分析物,免疫传感器表现出宽的线性范围与低的检测限,检测限分别达到0.6 pg?mL-1和3 pg?mL-1。这种实验方法有效的避免了普通电化学检测中的交叉干扰问题。因此,在现场检测方面有很大的应用前景。(五)报道了一种基于石墨烯-鲁米诺体系的甲胎蛋白电化学发光免疫传感器。石墨烯导电性好,信号响应快速且膜稳定性好,因此是良好的提高电致化学发光传感器灵敏度的电极修饰材料。石墨烯的良好导电性及信号响应速率使其成为鲁米诺电致发光的良好催化剂。传感器对甲胎蛋白的检测线性范围宽(5 pg·mL-1-14 ng·mL-1),检测限低(2.0pg·mL-1)。实验构建的传感器选择性高、重现性好、稳定性好,在蛋白质检测技术方面有很大的应用潜力。
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