基于Fe3O4@Au磁性纳米材料的免疫分析方法及应用

• 作 者: 崔毅然
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: Fe3O4@Au磁性纳米颗粒 细胞分选 免疫共沉淀 电化学生物传感器

随着近年来纳米科技的发展，纳米材料的研究越来越受到重视。纳米材料由于具有独特的磁性、荧光等性质，可以应用于磁性分选、生物富集、药物载体以及生物传感器等诸多领域，在分析化学中具有广阔的应用前景。磁性纳米材料可以在水溶液中分散成近均相的分散系，在磁铁的作用下可以从溶液中快速分离，因此在免疫富集和免疫检测方面具有极大的优势。然而，目前对纳米材料的研究主要集中在纳米材料的合成以及形成机理，而对它在分析化学中的应用研究并不全面，因此对纳米材料的合成、衍生化、生物偶联和分析化学应用进行系统的研究具有很大意义。　　
Fe3O4具有超顺磁性、制备简单、成本较低等优点，是目前研究最多的磁性纳米材料。对Fe3O4磁性纳米颗粒进行包裹不仅可以对其进行保护，而且形成的壳层材料可以使磁性纳米材料具有更好的可修饰性，有利于进一步衍生化和生物分子的偶联。其中金具有稳定性高、易于衍生化、制备简单等优点，是一种理想的壳层材料。在本论文的研究中，以金包裹四氧化三铁磁性纳米颗粒(Fe3O4@Au)为对象，研究了其合成、修饰和分析化学应用，具体研究内容主要包括以下四个部分：　　
(1)考察了水热法和共沉淀法合成的Fe3O4磁性纳米颗粒，以及用羟胺和葡萄糖作为还原剂还原HAuCl4生成金壳层，从而合成Fe3O4@Au磁性纳米颗粒的方法。并考察了DSP、NTA和16-MHA作为连接臂进行蛋白固定化和实际应用的效果；　　
(2)通过共价连接的protein A将CD3抗体定向偶联在Fe3O4@Au磁性纳米颗粒表面，用于小鼠脾细胞的磁性分选，分选效率可以达到98％以上。并对磁性纳米颗粒的修饰和定向偶联方法进行了表征。将定向和非定向偶联的Fe3O4@Au应用于细胞分选的分选效率进行比较，证明定向偶联方法可以有效地保持抗体的活性；　　
(3)将定向偶联PPS IgG的Fe3O4@Au磁性纳米颗粒用于磁性免疫共沉淀法，取代经典方法中所使用的琼脂糖粒子，进行细胞裂解液中具有PPS糖表位蛋白的免疫富集。将富集的蛋白进行质谱分析后，通过图库检索得到蛋白信息，并用Western Blot方法对检索结果进行验证。该方法具有富集效率高、背景干扰小等优点，与经典方法相比有一定的改进；　　
(4)将HRP标记的Fe3O4@Au磁性纳米颗粒用于ITO生物传感器的构建，用于对过氧化氢的电化学检测。考察了ITO玻璃表面通过电化学方法沉积金后，对电子传递效率的影响，以及生物传感器对过氧化氢的电化学响应。