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电化学免疫传感器是将免疫分析技术与电化学传感器相结合的一种新型免疫分析方法,是基于测量电流、电位变化来进行免疫分析的生物传感器。电化学免疫传感器在临床医学、环境和食品工业等方面都有重要应用,并以其体积小、专一度强、灵敏度高、检测快速方便、成本低和容易实现实时在线活体检测等优点,成为当前研究的热点之一。
在电化学免疫传感器的构建中,如何有效地利用生物分子固定化技术及固定化材料决定着生物传感器的稳定性、灵敏度和选择性等主要性能。此外,将抗原/抗体之间结合所产生的电化学信号进行放大在制备高灵敏电化学免疫传感器方面也具有相当重要的意义。正是基于以上考虑,本文结合导电聚合物膜良好的电子传递特性,酶的化学放大作用,以及纳米金大的比表面积和良好的生物兼容性,构建了三种电化学免疫传感器。主要内容如下:
1.用循环伏安法在玻碳电极(GCE)上电聚合一层稳定的中性红聚合物膜,通过戊二醛的共价键合作用将癌胚抗体(anti-CEA)固定到电极表面上,进而用牛血清白蛋白(BSA)封闭电极上的非特异性吸附位点,采用双抗体夹心的方法制得高灵敏电流型癌胚抗原免疫传感器。实验结果表明,该传感器对癌胚抗原具有良好的电流响应,该传感器的线性范围为0.50~10.0ngmL-1和10.0~80.0ngmL-1,检出限(3σ)为0.20ngmL-1。该方法制备的电化学免疫传感器对CEA的检测较为理想,有一定的应用价值。
2.以聚合物膜电极为基体,通过戊二醛的共价键合作用将甲胎蛋白抗体自组装到电极表面上,最后用辣根过氧化物酶封闭电极上的非特异性吸附位点,并同时起到放大响应电流信号的作用,制得高灵敏伏安型甲胎蛋白抗原免疫传感器。实验结果表明,该传感器对甲胎蛋白抗原具有良好的电流响应,该传感器的线性范围为1.00~10.0ngmL-1和10.0~200ngmL-1,检出限(3σ)为0.40ngmL-1。该方法中电极制备简单,操作简便,有较高的灵敏度,实现了对甲胎蛋白的免疫分析。
3.基于免疫反应对聚硫堇在光激发下氧化底物H2O2的阻碍而产生的光致电化学响应,制备了无标记癌胚抗原免疫传感器。将硫堇聚合到玻碳电极表面形成带正电的多孔聚硫堇(PTH)复合膜,通过静电吸附固定纳米金,利用纳米金大的比表面积和强的吸附能力将癌胚抗体固定到电极表面,通过循环伏安法和光电流法考察了修饰电极的光电化学行为,并对免疫传感器的性能进行了详细研究。在优化的实验条件下,该传感器的响应电流值与癌胚抗原浓度的对数值在1.00~80.0ngmL-1的范围内有良好的线性关系,检出限(3σ)为0.40ngmL-1。该免疫传感器已应用于血清样品中CEA的检测。