Au/Fe3O4磁性纳米粒子的合成、修饰及其在生物检测C反应蛋白中的应用

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尺寸小、分散单一、高饱和磁化强度的Au/Fe304纳米材料因其在磁共振成像,药物定向释放、生物大分子分离、癌症的诊断和治疗及免疫检测等生物医学方面有广泛的应用而成为材料领域研究的热点之一。本论文通过高温热解法可控制备了分散性良好,尺寸均一,高饱和磁化强度,油相分散稳定的Au/Fe3O4纳米粒子,进而采用氧化法将Au/Fe3O4纳米粒子表面油酸中的双键氧化成为端羧基基团,从而实现油相Au/Fe3O4纳米粒子的水相转移。经PAA修饰后的Au/Fe304纳米粒子作为固相载体应用于化学发光免疫检测(CLIA);通过将具有抗蛋白吸附的两性离子甘油磷酸胆碱(GPC)加入封闭剂,降低纳米颗粒对非特异性蛋白的吸附,通过对血清中C反应蛋白(CRP)检测研究表明,该方法能够有效提高检测灵敏度,具体研究结果如下:(1)油相Au/Fe304磁性纳米粒子的制备采用高温热解法,以Fe(CO)5为原料,在油酸,胶体金存在下在1-十八烯溶液中,通过调节反应物比例可控制备了粒径均一的Au/Fe304纳米粒子。并通过透射电镜(TEM)、紫外(UV-vis)、X-射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、振动样品磁强计(VSM)等方法进行表征。结果表面,该Au/Fe304磁性纳米粒子具有花瓣型结构,粒径大小为35nm左右。FT-IR和TGA的数据表明,该纳米粒子表面吸附有油酸分子,其质量所占百分比约为22.3%。表面被疏水性的油酸所包覆的Au/Fe304磁性纳米粒子在环己烷中分散均一,且在室温下测得的Ms为37emu/g。(2)油相Au/Fe304纳米粒子的水相转移及聚丙烯酸(PAA)修饰采用油酸氧化法进行Au/Fe304纳米粒子的水相转移。以混合溶剂为反应介质,高碘酸钠为氧化剂,成功将油相Au/Fe3O4纳米粒子转入水相,并经聚丙烯酸(PAA)修饰。经过分析表征,结果表明,经过转水及PAA修饰后,Au/Fe304纳米粒子的形貌及结构并未发生改变。经PAA修饰后,Au/Fe3O4纳米粒子的Ms为36emu/g,zeta电位由修饰前的-22.6 mV降低到-30.2 mV,电负性增强。稳定性实验进一步表明,PAA-Au/Fe304粒子在水溶液分散性良好并且在水相溶液中能够稳定保存4个月。(3)PAA-Au/Fe304纳米粒子在C反应蛋白(CRP)化学放光免疫检测中的应用研究选择PAA-Au/Fe304磁性复合纳米粒子为固相载体,首先将C反应蛋白抗体进行负载,其次通过在传统封闭剂中添加两性离子GPC降低磁性纳米粒子表面对蛋白质的非特异吸附。再者,通过双抗体夹心法,建立基于鲁米诺-双氧水化学发光免疫检测方法,实现了对血清中CRP的检测,最后利用线性关系,干扰实验,精密度实验,以及临床样本检测等对所建立的方法进行了评价。实验结果表明,GPC的添加能够有效降低Au/Fe304磁性纳米粒子表面非特异性蛋白吸附。建立的CRP检测标准曲线在1-250 ng/mL的范围内线性关系良好(R2=0.998),最低检测限达到0.26 ng/mL(2.5 pM)。干扰实验表明血液中的常见干扰物对CRP的检测没有显著影响;精密度实验表明所建立的方法重复性好,批内批间差符合要求;临床样本的测定和对比实验表明PAA-Au/Fe304磁性复合纳米粒子在化学发光免疫检测体系中具良好的临床应用前景。
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