基于金包覆磁性纳米粒子的电位型免疫传感器的研究

抗体在固体表面的固定化是成功构建免疫传感器的关键步骤,不同的固定化方法对转换器表面上的抗体—抗原反应将产生严重影响。近年来,人们将纳米技术广泛应用于生物传感器的研究,利用贵金属纳米粒子(金、银、铂)、炭纳米材料、磁性纳米材料、自组装单分子膜构建免疫传感器已成为当今生物传感器研究领域的热点课题。本文主要研究了金包覆普鲁士蓝纳米粒子、蛋白质A在电位型IgG免疫传感器中的应用,并研究了对羧基苯硫酚自组膜表面分子间氢键对免疫传感器性能的影响。 (1)金包覆磁性普鲁士蓝纳米粒子的制备及其在电位型免疫传感器中的应用首次利用四氧化三铁纳米粒子(Au@Fe3O4)制备了金包覆磁性普鲁士蓝纳米粒子(Au@MPB NPs).将Au@MPB NPs和Au@Fe304共同固定在磁性炭糊电极(MCPE)上,再通过金与Ab分子上氨基的键合作用,将羊抗小鼠IgG(Anti-IgG)固定到MCPE表面,研制了一种性能优良的电位型免疫传感器(Ab/Au@Fe3O4/Au@PB/MCPE)。在2×10-5～1×104ng/ml浓度范围内,该传感器的响应电位与抗原(小鼠IgG)浓度的对数呈良好的线性关系,其线性方程为y=-22.89x-122.9,检测下限为3.1×10-4ng/ml,响应时间为8 min。该传感器的制备方法简单,无需标记过程,成本低廉,响应灵敏,性能稳定,具有潜在的应用前景,对制备其他类型免疫传感器具有重要参考价值。 (2)基于抗体定向固定化的电位型免疫传感器的研究利用蛋白质A(PrA)能够定向固定抗体的功能,制备了一种高度灵密的免疫传感器(Ab/PrA/Au@Fe3O4/Au@MPB/MCPE).在优化检测条件下,该传感器检测游离小鼠IgG的线性方程为y=-39.89x-204.41、响应时间为6 min,检测范围为2.0×10-5.0×10-4ng/ml,检测下限为2.5×10-4ng/ml,表明蛋白质A定向固定抗体可大大提高免疫传感器的灵敏度。 (3)对羧基苯硫酚自组膜表面分子间氢键对免疫传感器性能的影响首先在金电极(Au)上制备羧基苯硫酚自组膜(4一MBA SAM),进而利用偶联法固定抗体(Ab),制备了一种免疫传感器(Ab/4-MBA SAM/GE).考查了不同pH下制备的4-MBA SAM以及混合硫醇SAM对Ab/4-MBA SAM/GE性能的影响。结果表明,在pH 3.0的醋酸盐缓冲溶液中制备4-MBA SAM所得到的Ab/4-MBA SAM/GE性能最好,其线性方程为y=6.04x+6.53,检测范围为4×10-4～1×10.ng/ml,检测下限为3.3×10-4ng/ml,响应时间在8 min以内。说明在pH 3条件下可有效抑制4-MBA自组膜表面分子间氢键的产生,有利于Ab在Au上的固定化。