分析化学专业毕业论文分析化学专业毕业论文 精品论文精品论文 基于信号放大技术的黄曲霉基于信号放大技术的黄曲霉毒素毒素 BB等的压电免疫传感器研究等的压电免疫传感器研究关键词：压电免疫传感器关键词：压电免疫传感器 间接竞争免疫法间接竞争免疫法 免疫凝集法免疫凝集法 纳米颗粒纳米颗粒 酶催化沉积酶催化沉积 放大放大 黄曲霉毒素黄曲霉毒素 B1B1 过氧化氢过氧化氢 生物传感器生物传感器摘要：压电免疫传感器是结合了压电效应的高灵敏性和免疫反应的高特异性的 一种生物传感器，具有简便、快速、灵敏、成本低、响应谱广、可实时数据输 出等优点，在生物技术、临床诊断、环境监测、食品工业、医药和军事等领域 具有广泛的应用前景。近年来，纳米材料得到广泛研究与应用，将纳米材料应 用于生物传感器的制备可以较大程度地提高传感器的响应性能。此外，酶和纳 米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，已被广泛用于生化分析。本 文利用酶和纳米材料在生物传感器中的应用，结合有效的生物活性组分的固定 方法，采用信号放大技术提高分析信号、降低检测下限，发展了三种新型的压 电免疫传感器以及一种过氧化氢传感器。主要内容如下： (1)研制了一种简 单、快速、灵敏的压电免疫传感器，用于黄曲霉毒素 B1 的检测。黄曲霉毒素 B1 是一种小分子物质，很难用压电法直接检测，本文采用间接竞争免疫法。纳 米金标记羊抗鼠 IgG 抗体用于放大响应信号。在 0.1100 ng mL-1 的范围内， 该传感器的响应信号与 AFB1 浓度的对数呈现良好的线性关系。该传感器可以检 测到 AFB1 的最低浓度为 0.01 ng mL-1，定量能力与经典酶联免疫吸附法 (ELISA)相接近。该传感器界面可用甘氨酸溶液实现再生，并可重复使用 9 次且 其灵敏度没有明显降低。 (2)发展了一种基于间接竞争免疫反应和酶催化沉 积放大的黄曲霉毒素 B1 压电检测方法。先在石英晶振表面包被一层 3-巯基丙 酸自组装膜，再共价结合 BSA-AFB1 偶联抗原，接着待测物 AFB1 与 BSA-AFB1 偶 联抗原竞争结合鼠抗 AFB1 抗体，然后结合辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗鼠 IgG 抗体。在 H2O2 存在时，HRP 酶催化氧化 4-氯-1-萘酚生成不溶物 4，氯-1- 萘醌沉积在电极表面，引起显著的质量变化，从而导致明显的频率响应。该传 感器可获得黄曲霉毒素 B1 的浓度检测范围为 0.0110 ng mL-1。通过对人工 加料样品的分析结果表明，该传感器能够有效地检测牛奶样品中 AFB1 的含量， 可望用于实际样品检测。 (3)提出了一种简便的基于 SiO2 纳米颗粒免疫凝集 的压电免疫传感器对人 IgG 的直接检测。待测物人 IgG 会同时被晶振表面的羊 抗人 IgG 抗体和检测介质中 SiO2 标记的羊抗人 IgG 抗体识别，引起检测介质中 的 SiO2 在传感界面上特异性凝集，从而引起晶振表面的巨大质量变化和检测介 质密度和粘度变化。实验结果表明，该方法修饰的探针不仅能充分地减少背景 干扰，而且能显著地放大响应信号。实验中，采用扫描电镜(SEM)考察了探针表 面在发生免疫凝集反应前后的形貌变化。此外，还考察了免疫凝集促进剂 PEG 及离子强度控制剂 NaCl 的使用对实验的影响。该传感器的频率响应与人 IgG 浓 度存在良好的线性关系，检测下限为 0.084g mL-1。 (4)采用聚乙烯吡咯 烷酮(PVP)保护高分散的普鲁士蓝(PB)，制备了一种无机一有机复合纳米粒子， 再结合多壁碳纳米管(MWCNT)修饰玻碳电极，获得了一种新的电化学生物传感器。 将不同比例的 PVP 和 Fe2+混合反应，得到了一系列不同粒径的粒子，计时电流 试验表明当 PVP:Fe2+为 1:1 时，响应最好。透射电镜(TEM)显示此时的粒径大 小大约为 100 nm。该传感器充分利用了无机粒子易合成，催化活性强，选择性高的优点，而且稳定性和重现性也得到了改善。同时，采用循环伏安法(CV)对 膜的氧化还原性能进行了考察，在 0.2 V 和 0.9 V 左右分别出现了电对 F e3+/2+和 Fe(CN)63-/4-的峰。还考察了 PVP-PB 粒子和 MWCNT 含量的影响，最 终均选择了 1 mg mL-1。用在此优化条件下得到的复合膜对过氧化氢进行催化， 获得了理想的结果，线性范围为 510-77.510-3 M，检测下限为 810-8 M。该方法为一些以 H2O2 为底物的酶传感器的研究提供了新的手段。正文内容正文内容压电免疫传感器是结合了压电效应的高灵敏性和免疫反应的高特异性的一 种生物传感器，具有简便、快速、灵敏、成本低、响应谱广、可实时数据输出 等优点，在生物技术、临床诊断、环境监测、食品工业、医药和军事等领域具 有广泛的应用前景。近年来，纳米材料得到广泛研究与应用，将纳米材料应用 于生物传感器的制备可以较大程度地提高传感器的响应性能。此外，酶和纳米 颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，已被广泛用于生化分析。本文 利用酶和纳米材料在生物传感器中的应用，结合有效的生物活性组分的固定方 法，采用信号放大技术提高分析信号、降低检测下限，发展了三种新型的压电 免疫传感器以及一种过氧化氢传感器。主要内容如下： (1)研制了一种简单、 快速、灵敏的压电免疫传感器，用于黄曲霉毒素 B1 的检测。黄曲霉毒素 B1 是 一种小分子物质，很难用压电法直接检测，本文采用间接竞争免疫法。纳米金 标记羊抗鼠 IgG 抗体用于放大响应信号。在 0.1100 ng mL-1 的范围内，该传 感器的响应信号与 AFB1 浓度的对数呈现良好的线性关系。该传感器可以检测到 AFB1 的最低浓度为 0.01 ng mL-1，定量能力与经典酶联免疫吸附法(ELISA)相 接近。该传感器界面可用甘氨酸溶液实现再生，并可重复使用 9 次且其灵敏度 没有明显降低。 (2)发展了一种基于间接竞争免疫反应和酶催化沉积放大的 黄曲霉毒素 B1 压电检测方法。先在石英晶振表面包被一层 3-巯基丙酸自组装 膜，再共价结合 BSA-AFB1 偶联抗原，接着待测物 AFB1 与 BSA-AFB1 偶联抗原竞 争结合鼠抗 AFB1 抗体，然后结合辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗鼠 IgG 抗体。 在 H2O2 存在时，HRP 酶催化氧化 4-氯-1-萘酚生成不溶物 4，氯-1-萘醌沉积在 电极表面，引起显著的质量变化，从而导致明显的频率响应。该传感器可获得 黄曲霉毒素 B1 的浓度检测范围为 0.0110 ng mL-1。通过对人工加料样品的 分析结果表明，该传感器能够有效地检测牛奶样品中 AFB1 的含量，可望用于实 际样品检测。 (3)提出了一种简便的基于 SiO2 纳米颗粒免疫凝集的压电免疫 传感器对人 IgG 的直接检测。待测物人 IgG 会同时被晶振表面的羊抗人 IgG 抗 体和检测介质中 SiO2 标记的羊抗人 IgG 抗体识别，引起检测介质中的 SiO2 在 传感界面上特异性凝集，从而引起晶振表面的巨大质量变化和检测介质密度和 粘度变化。实验结果表明，该方法修饰的探针不仅能充分地减少背景干扰，而 且能显著地放大响应信号。实验中，采用扫描电镜(SEM)考察了探针表面在发生 免疫凝集反应前后的形貌变化。此外，还考察了免疫凝集促进剂 PEG 及离子强 度控制剂 NaCl 的使用对实验的影响。该传感器的频率响应与人 IgG 浓度存在良 好的线性关系，检测下限为 0.084g mL-1。 (4)采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 保护高分散的普鲁士蓝(PB)，制备了一种无机一有机复合纳米粒子，再结合多 壁碳纳米管(MWCNT)修饰玻碳电极，获得了一种新的电化学生物传感器。将不同 比例的 PVP 和 Fe2+混合反应，得到了一系列不同粒径的粒子，计时电流试验表 明当 PVP:Fe2+为 1:1 时，响应最好。透射电镜(TEM)显示此时的粒径大小大约 为 100 nm。该传感器充分利用了无机粒子易合成，催化活性强，选择性高的优 点，而且稳定性和重现性也得到了改善。同时，采用循环伏安法(CV)对膜的氧 化还原性能进行了考察，在 0.2 V 和 0.9 V 左右分别出现了电对 F e3+/2+和 Fe(CN)63-/4-的峰。还考察了 PVP-PB 粒子和 MWCNT 含量的影响，最终均选择了 1 mg mL-1。用在此优化条件下得到的复合膜对过氧化氢进行催化，获得了理想 的结果，线性范围为 510-77.510-3 M，检测下限为 810-8 M。该方法为一些以 H2O2 为底物的酶传感器的研究提供了新的手段。 压电免疫传感器是结合了压电效应的高灵敏性和免疫反应的高特异性的一种生 物传感器，具有简便、快速、灵敏、成本低、响应谱广、可实时数据输出等优 点，在生物技术、临床诊断、环境监测、食品工业、医药和军事等领域具有广 泛的应用前景。近年来，纳米材料得到广泛研究与应用，将纳米材料应用于生 物传感器的制备可以较大程度地提高传感器的响应性能。此外，酶和纳米颗粒 标记的生物分子由于其自身的特点和优势，已被广泛用于生化分析。本文利用 酶和纳米材料在生物传感器中的应用，结合有效的生物活性组分的固定方法， 采用信号放大技术提高分析信号、降低检测下限，发展了三种新型的压电免疫 传感器以及一种过氧化氢传感器。主要内容如下： (1)研制了一种简单、快 速、灵敏的压电免疫传感器，用于黄曲霉毒素 B1 的检测。黄曲霉毒素 B1 是一 种小分子物质，很难用压电法直接检测，本文采用间接竞争免疫法。纳米金标 记羊抗鼠 IgG 抗体用于放大响应信号。在 0.1100 ng mL-1 的范围内，该传感 器的响应信号与 AFB1 浓度的对数呈现良好的线性关系。该传感器可以检测到 AFB1 的最低浓度为 0.01 ng mL-1，定量能力与经典酶联免疫吸附法(ELISA)相 接近。该传感器界面可用甘氨酸溶液实现再生，并可重复使用 9 次且其灵敏度 没有明显降低。 (2)发展了一种基于间接竞争免疫反应和酶催化沉积放大的 黄曲霉毒素 B1 压电检测方法。先在石英晶振表面包被一层 3-巯基丙酸自组装 膜，再共价结合 BSA-AFB1 偶联抗原，接着待测物 AFB1 与 BSA-AFB1 偶联抗原竞 争结合鼠抗 AFB1 抗体，然后结合辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗鼠 IgG 抗体。 在 H2O2 存在时，HRP 酶催化氧化 4-氯-1-萘酚生成不溶物 4，氯-1-萘醌沉积在 电极表面，引起显著的质量变化，从而导致明显的频率响应。该传感器可获得 黄曲霉毒素 B1 的浓度检测范围为 0.0110 ng mL-1。通过对人工加料样品的 分析结果表明，该传感器能够有效地检测牛奶样品中 AFB1 的含量，可望用于实 际样品检测。 (3)提出了一种简便的基于 SiO2 纳米颗粒免疫凝集的压电免疫 传感器对人 IgG 的直接检测。待测物人 IgG 会同时被晶振表面的羊抗人 IgG 抗 体和检测介质中 SiO2 标记的羊抗人 IgG 抗体识别，引起检测介质中的 SiO2 在 传感界面上特异性凝集，从而引起晶振表面的巨大质量变化和检测介质密度和 粘度变化。实验结果表明，该方法修饰的探针不仅能充分地减少背景干扰，而 且能显著地放大响应信号。实验中，采用扫描电镜(SEM)考察了探针表面在发生 免疫凝集反应前后的形貌变化。此外，还考察了免疫凝集促进剂 PEG 及离子强 度控制剂 NaCl 的使用对实验的影响。该传感器的频率响应与人 IgG 浓度存在良 好的线性关系，检测下限为 0.084g mL-1。 (4)采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 保护高分散的普鲁士蓝(PB)，制备了一种无机一有机复合纳米粒子，再结合多 壁碳纳米管(MWCNT)修饰玻碳电极，获得了一种新的电化学生物传感器。将不同