辣根過氧化物酶和癌胚抗原電流型生物傳感器的研究.pdf

1、由于生物傳感器具有選擇性好，靈敏度高，分析速度快，操作簡易，價(jià)格低廉，甚至可以進(jìn)行在線及活體分析，因此成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。而生物傳感器的性能主要取決于生物活性物質(zhì)的固定方法，因此如何將生物活性組分有效地固定在電極表面上并保持其良好的生物活性是生物傳感器研究和開發(fā)中最為重要的工作。本文正是基于以上考慮，探索和研究一系列生物分子固定方法。 第一部分研究了新型酶放大電流響應(yīng)信號(hào)的免疫傳感器。 1．采用自組裝技術(shù)和靜電吸附作

2、用把納米金沉積到二氧化鈦膜修飾的金電極表面，然后吸附辣根過氧化物酶，隨后組裝納米金用來固載癌胚抗體，最后利用分子量相近的辣根過氧化物酶代替常用的牛血清白蛋白封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn)，制得性能優(yōu)良的新型免疫傳感器。利用循環(huán)伏安技術(shù)和交流阻抗技術(shù)表征整個(gè)自組裝過程，用循環(huán)伏安技術(shù)測(cè)得峰電流與癌胚抗原在0.3～10和10～80 ng/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢出限為0.2ng/mL。實(shí)驗(yàn)還探討了納米金的沉積時(shí)間、H<,2>O<,2>濃度、緩沖

3、溶液的pH、孵育時(shí)間等對(duì)此免疫傳感器的影響。實(shí)驗(yàn)表明：由本法制備的新型免疫傳感器無需酶標(biāo)抗原或抗體以及辣根過氧化物酶在封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn)的同時(shí)不僅擴(kuò)大該修飾電極的電流響應(yīng)信號(hào)，同時(shí)能提高檢測(cè)的靈敏度。 2．利用自組裝靜電吸附技術(shù)研制了基于納米金和硫堇層層自組裝的電流型酶免疫傳感器。本文以帶正電荷的硫堇與帶負(fù)電荷的納米金顆粒通過靜電吸附作用和共價(jià)鍵合作用層層自組裝到二氧化鈦膜修飾的電極表面。利用電子媒介體硫堇作為氧化還原探針間接

4、檢測(cè)癌胚抗原(CEA)的新方法。與傳統(tǒng)的免疫物質(zhì)測(cè)試方法相比，該方法具有無需對(duì)生物分子進(jìn)行標(biāo)記，測(cè)試液中也不需加入電子媒介體。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證明，該方法除操作簡單，響應(yīng)快，特異性強(qiáng)，還具有擴(kuò)大抗體的固載量，并且大大提高了免疫傳感器的靈敏度。 第二部分研究了新型HRP酶生物傳感器。 1．用電化學(xué)聚合法在鉑絲電極上制備聚硫堇，將其作為電子媒介體并且用于化學(xué)吸附納米金，然后通過納米金來固定辣根過氧化物酶，最后用聚乙烯縮丁醛包埋修飾

5、好的電極，從而制備了新型過氧化氫生物傳感器。該傳感器還原峰峰電流與H<,2>O<,2>的濃度在2.15×10<'-6>～1.43×10<'-2> mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢出限為2.00×10<'-7> mol/L，相關(guān)系數(shù)為0.998。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法具有較好的靈敏度和抗干擾能力，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。 2．通過自組裝和靜電吸附作用將辣根過氧化物酶和納米金固定在二氧化鈦膜修飾的電極表面，用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法研

6、究了辣根過氧化物酶和金電極之間的直接電化學(xué)行為。對(duì)該傳感器的性能以及影響該傳感器性能的因素作了詳細(xì)的研究。在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，H<,2>O<,2> 0.7×10<'-6>～6.89×10<'-3>mol/L濃度范圍內(nèi)與其還原峰峰電流呈線性關(guān)系，檢出限為0.3×10<'-6>mol/L。并且該傳感器在較高的H<,2>O<,2>濃度下表現(xiàn)出良好的米氏行為，其表觀米氏常數(shù)K<'app><,M>為1.56 mmol/L。此外該傳感器還具有較高的