1、分析化学专业毕业论文 精品论文 基于催化金属沉积的信号放大生物分析方法研究关键词：免疫传感器 免疫分析 催化金属沉积 纳米粒子 分子信标摘要：免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广的有关 DNA 的检测方法是一件很有价值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做
2、了一些工作： 1.基于酶催化金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时
3、加入人 IgG 和 ALP-Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用 ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、
4、很好的生物相容性和很小的非特异性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SERS 信号。以人 IgG 作为模版分子，在己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的
5、检测下限(0.02 ng/mL)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增强 SERS信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界
6、面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为 0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的
7、表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了较高的灵敏度。 3.基于酶催化放大及分子信标的新型电化学 DNA 传感器的设计 在第四章中，我们将辣根过氧化物酶的催化放大反应与分子信标相结合，设计了一种新型电化学 DNA 传感器。我们先将 5#39;端标记有巯基，3#39;端标记有生物素的分子信标通过与巯基丙酸
8、混合自组装的形式固定到金电极表面。当与完全匹配的目标链杂交后，分子信标 3#39;端的生物素分子暴露出来再与链酶亲和素标记的辣根过氧化物酶结合，最后通过检测酶催化电流的大小就可以实现 DNA 的定量分析。我们设计的这个实验对单碱基错配也具备较强的识别能力。正文内容免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广
9、的有关 DNA 的检测方法是一件很有价值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做了一些工作： 1.基于酶催化金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体
10、反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时加入人 IgG 和 ALP-Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用 ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相
11、对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、很好的生物相容性和很小的非特异性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SER
12、S 信号。以人 IgG 作为模版分子，在己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的检测下限(0.02 ng/mL)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增强 SERS信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉
13、积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为 0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后
14、，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了较高的灵敏度。 3.基于酶催化放大及分子信标的新型电化学 DNA 传感器的设计 在第四章中，我们将辣根过氧化物酶的催化放大反应与分子信标相结合
15、，设计了一种新型电化学 DNA 传感器。我们先将 5#39;端标记有巯基，3#39;端标记有生物素的分子信标通过与巯基丙酸混合自组装的形式固定到金电极表面。当与完全匹配的目标链杂交后，分子信标 3#39;端的生物素分子暴露出来再与链酶亲和素标记的辣根过氧化物酶结合，最后通过检测酶催化电流的大小就可以实现 DNA 的定量分析。我们设计的这个实验对单碱基错配也具备较强的识别能力。免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方
16、面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广的有关 DNA 的检测方法是一件很有价值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做了一些工作： 1.基于酶催化金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法
17、。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时加入人 IgG 和 ALP-Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11
18、000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、很好的生物相容性和很小的非特异性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反
19、应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SERS 信号。以人 IgG 作为模版分子，在己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的检测下限(0.02 ng/mL)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增强 SERS 信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电
20、化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化
21、金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了较高的灵敏度。 3.基于酶催化
22、放大及分子信标的新型电化学 DNA 传感器的设计 在第四章中，我们将辣根过氧化物酶的催化放大反应与分子信标相结合，设计了一种新型电化学 DNA 传感器。我们先将 5#39;端标记有巯基，3#39;端标记有生物素的分子信标通过与巯基丙酸混合自组装的形式固定到金电极表面。当与完全匹配的目标链杂交后，分子信标 3#39;端的生物素分子暴露出来再与链酶亲和素标记的辣根过氧化物酶结合，最后通过检测酶催化电流的大小就可以实现 DNA 的定量分析。我们设计的这个实验对单碱基错配也具备较强的识别能力。免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物
23、的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广的有关 DNA 的检测方法是一件很有价值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做了一些工作： 1.基于酶催化金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型
24、的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时加入人 IgG 和 ALP-Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒
25、，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、很好的生物相容性和很小的非特异性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免
26、疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SERS 信号。以人 IgG 作为模版分子，在己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的检测下限(0.02 ng/mL)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增强 SERS 信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫
27、分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结
28、果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避
29、免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了较高的灵敏度。 3.基于酶催化放大及分子信标的新型电化学 DNA 传感器的设计 在第四章中，我们将辣根过氧化物酶的催化放大反应与分子信标相结合，设计了一种新型电化学 DNA 传感器。我们先将 5#39;端标记有巯基，3#39;端标记有生物素的分子信标通过与巯基丙酸混合自组装的形式固定到金电极表面。当与完全匹配的目标链杂交后，分子信标 3#39;端的生物素分子暴露出来再与链酶亲和素标记的辣根过氧化物酶结合，最后通过检测酶催化电流的大小就可以实现 DNA 的定量分析。我们设计的这个实验对单碱基错配也具备较强的识别能力
30、。免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广的有关 DNA 的检测方法是一件很有价值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做了一些工作： 1.基于酶催化金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析
31、方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时加入人 IgG 和 ALP-Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作
32、用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、很好的生物相容性和很小的非特异性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放
33、大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SERS 信号。以人 IgG 作为模版分子，在己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的检测下限(0.02 ng/mL)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增
34、强 SERS 信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将
35、铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限
36、为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了较高的灵敏度。 3.基于酶催化放大及分子信标的新型电化学 DNA 传感器的设计 在第四章中，我们将辣根过氧化物酶的催化放大反应与分子信标相结合，设计了一种新型电化学 DNA 传感器。我们先将 5#39;端标记有巯基，3#39;端标记有生物素的分子信标通过与巯基丙酸混合自组装的形式固定到金电极表面。当与完全匹配的目标链杂交后，分子信标 3#39;端的生物素分子暴露出来再与链酶亲和素标记的辣根过氧化物酶结合
37、，最后通过检测酶催化电流的大小就可以实现 DNA 的定量分析。我们设计的这个实验对单碱基错配也具备较强的识别能力。免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广的有关 DNA 的检测方法是一件很有价值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做了一些工作： 1.基于酶催化
38、金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时加入人 IgG 和 ALP-
39、Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、很好的生物相容性和很小的非特异
40、性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SERS 信号。以人 IgG 作为模版分子，在己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的检测下限(0.02 ng/mL
41、)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增强 SERS 信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界面。再加入铜沉积增强试剂，由
42、于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜
43、壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了较高的灵敏度。 3.基于酶催化放大及分子信标的新型电化学 DNA 传感器的设计 在第四章中，我们将辣根过氧化物酶的催化放大反应与分子信标相结合，设计了一种新型电化学 DNA 传感器。我们先将 5#39;端标记有巯基，3#39;端标记有生物素的分子信标通过与巯基丙酸混合自组装的形式固定到金电极表
44、面。当与完全匹配的目标链杂交后，分子信标 3#39;端的生物素分子暴露出来再与链酶亲和素标记的辣根过氧化物酶结合，最后通过检测酶催化电流的大小就可以实现 DNA 的定量分析。我们设计的这个实验对单碱基错配也具备较强的识别能力。免疫分析信号的放大技术一直以来是免疫分析领域研究的一个重要方面，它对于提高分析的灵敏度，实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。酶和纳米颗粒标记的生物分子由于其自身的特点和优势，在电化学与表面增强拉曼散射免疫分析方面具有广泛的应用前景，对它们进行研究无疑可以进一步推动免疫分析的发展。此外，开发一些简便、价廉、精确且易于临床推广的有关 DNA 的检测方法是一件很有价
45、值的工作。为此，本文主要在免疫分析信号放大技术方面以及电化学 DNA 检测技术方面做了一些工作： 1.基于酶催化金属银沉积放大的免疫分析 在第二章中，我们将酶催化金属银沉积的放大技术与电化学、拉曼检测方法相结合，设计出的分析方法具有简便、快速、灵敏等优点，可见酶催化金属沉积法在免疫分析信号放大领域具有很大的潜力。 (1)提出了一种新型的在均匀分散介质中耦合了琼脂糖微球特有的性质和酶催化金属沉积的放大作用的非竞争性电化学定量检测人 IgG 的方法。采用人 IgG 作为模版蛋白质来对此方法性能进行研究。首先，亲和素化的琼脂糖微球与生物素化的羊抗人 IgG 抗体反应形成免疫微球。在静置之后，琼脂糖免
46、疫微球很容易就被分离出来，在本实验中，琼脂糖免疫微球可作为探针分子的固定相，故可同时加入人 IgG 和 ALP-Ab 进行反应以简化电化学免疫检测流程，待免疫夹心复合物形成后，加入酶催化银沉积液避光反应。在 ALP 酶催化作用下，AA-p 水解生成具有还原性质的抗坏血酸，生成的抗坏血酸将银离子还原，在蛋白质和琼脂糖表面上生成银纳米颗粒，接着用浓硝酸将银纳米颗粒完全溶解，最后采用ASV 在 CPE 上对银离子进行定量检测。该方法的线性范围为 11000 ng/mL，检测下限为 0.5 ng/mL。在同样的条件下 8 次检测 10 ng/mL 人 IgG，相对标准偏差为 9.65。另外，我们通过比
47、较采用琼脂糖微球和采用磁性粒子的免疫检测方法的性能，发现琼脂糖微球由于具有非磁性、很好的生物相容性和很小的非特异性吸附等优点，作为反应固定相可获得灵敏度更高和选择性更强的免疫传感器。 (2)我们同样结合了酶催化金属银沉积的放大技术提出了一种新的基于酶催化金属沉积可增强拉曼信号的银纳米颗粒的定量检测蛋白质的表面增强拉曼散射(SERS)免疫检测方法。首先，通过一个典型的免疫夹心反应将碱性磷酸脂酶固定在微孔板上，接着加入磷酸抗坏血酸脂与碱性磷酸脂酶反应得到具有还原性的抗坏血酸，然后再加入银离子还原得到银纳米颗粒，最后加入拉曼染料与银纳米颗粒作用即可得到 SERS 信号。以人 IgG 作为模版分子，在
48、己优化的检测条件下，该方法可获得一个宽的线性范围(1100 ng/mL)和一个低的检测下限(0.02 ng/mL)。另一方面，此方法是利用产生拉曼增强基底银纳米颗粒来增强 SERS 信号，而不是通过传统的增加拉曼染料的量来增强 SERS 信号，这是一种全新的基于 SERS 的定量检测方法。 2.基于纳米金催化金属铜沉积放大的电化学免疫分析及传感器的设计 在第三章中，我们利用纳米金的晶核催化作用催化金属铜沉积，使信号得以放大，设计出了一种新型的电化学免疫分析方法，并在此分析方法的基础上设计了一种简便的电化学免疫传感器。 (1)提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积的电化学免疫分析方法。在这种方法中，
49、抗体首先通过物理方法固定到酶标孔内壁，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到生物界面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后通过化学法将铜溶解后用溶出伏安法检测溶出的铜离子。检测下限为0.5 ng/mL。将本方法应用于实际血样的分析，取得了满意的结果。据我们所知，这是首例将铜增强引入到免疫分析中来的报道。 (2)在前面工作的基础上我们提出了一种基于纳米金催化金属铜沉积增强的电化学免疫传感器的制备方法。在这种方法中，抗体首先通过化学方法修饰到玻碳电极表面，夹心免疫反应后，纳米金标记的抗体被捕获到电极表面。再加入铜沉积增强试剂，由于纳米金的晶核催化效应，在还原剂存在的条件下，铜离子在纳米金的表面得以还原，沉积形成厚厚的铜壳。然后将传感器转移到电解池中施加线性扫描，就可以通过检测铜的阳极峰电流的大小来实现抗原分子的定量分析。检测下限为 0.075 ng/mL。与传统的金沉积增强和银沉积增强比较，本部分提出的铜沉积增强传感器具有一定的优势。如避免了溶出伏安分析的繁琐步骤，采用的铜沉积增强试剂也比较容易配制和保存，同时还保持了
