论文部分内容阅读
细胞因子是细胞分泌的一种水溶性小分子蛋白(6～70 KDa),在机体的免疫系统中起着重要作用。研究表明,细胞因子可以作为某些疾病的生物标志物,因此,细胞因子的定量检测在临床应用中具有重大意义。然而细胞因子含量极少(pM范围)、种类繁多,并在机体内形成极复杂的细胞因子网络体系,因此迫切需要研发高通量、高灵敏度的检测方法。电化学免疫生物传感器近来受到广泛关注,该方法操作简单并且检测速度快,近年来,纳米材料的引入更是大大提高了电化学免疫生物传感器的灵敏度,在传感器界面中引入单克隆抗体还能使检测体系的特异性有所提高。因此,电化学免疫生物传感器在细胞因子检测中有很大的应用前景。本文首先致力于制备和表征功能化氧化石墨烯(GO)纳米材料,然后通过芳基重氮盐化学将制备的纳米材料以共价键的方式修饰在电极表面,从而构建两种高稳定性、高选择性、高灵敏度的电化学免疫生物传感器并将其应用于细胞因子的检测。最后,提出并验证一种能同时检测两种细胞因子的电化学免疫生物传感器的制备方法。现将本论文的研究内容概括如下:(1)功能化GO纳米复合材料的制备和表征。(a)通过芳基重氮盐化学制备GO-ph-NH2,使用还原法将金纳米粒子络合到GO-ph-NH2上得到GO/AuNPs复合纳米材料,并通过高分辨率透射电镜、紫外可见光谱法、X射线衍射法及拉曼光谱法对该纳米复合材料进行表征。(b)首先将信号分子二茂铁苯胺(Fc)或奈尔兰(NB)分别通过C-C键和π-π共轭作用修饰到GO上制备有电化学响应的纳米材料GO-ph-Fc或GO-NB,然后活化GO上的羧基,通过肽键在GO上接检测抗体,从而制备纳米探针Ab2-GO-ph-Fc或Ab2-GO-NB。其中对GO-ph-Fc进行电化学分析和红外光谱表征,对GO-NB进行电化学分析、红外光谱、紫外可见光谱、拉曼光谱表征。(2)构建基于GO的电化学免疫生物传感器并将其应用于白细胞介素6(IL-6)的定量检测。利用芳基重氮盐化学通过循环伏安法将单层GO通过C-C键修饰到金电极上,通过GO上的羧基固载捕获抗体得到传感器界面,从而制备一种能对IL-6进行定量检测的夹心型电化学免疫生物传感器。IL-6的定量检测可根据分析物与Ab2-GO-NB反应后检测到的NB的电化学信号强弱来实现。(3)构建基于GO/AuNP的电化学免疫生物传感器并将其应用于α肿瘤坏死因子(TNF-α)的定量检测。利用芳基重氮盐化学通过循环伏安法将GO/AuNPs通过C-C键修饰到金电极表面,应用芳基重氮盐化学将苯基磷酰胆碱(PPC)和N2+BF4--ph-COOH同时修饰到AuNPs上。捕获抗体通过与AuNP上的羧基形成肽键而被固载到电极上得到传感器界面,从而制备一种能检测TNF-α的夹心型电化学免疫生物传感器。TNF-α的定量检测可根据分析物与Ab2-GO-ph-Fc反应后检测到的Fc的电化学信号的强弱来实现。(4)最后,将前三部分工作进行整合,构建一种同时定量检测TNF-α和IL-6两种细胞因子的电化学免疫生物传感器。