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基于新型量子点及放大技术的光学生物传感器研究

【摘要】:十九世纪初开始,传感器技术被世界各国倍受重视,而生物技术、生物传感器也已经发展成为一种对被测项目在分子水平进行微量和快速分析的方法。伴随着生化固定化技术、免疫检测技术和微细加工技术等的发展,将这些技术应用于生物传感器中,使之在生物检测技术上拓展了更广泛的应用范围。本文在研究多种新型多功能纳米材料的电致化学发光性质与制备方法的基础上,利用特异性免疫反应、DNA循环放大、电化学发光能量共振转移等技术手段成功构建了各类超灵敏且操作简便的生物传感器,对抗原、蛋白质如凝血酶等进行检测。本文主要开展了以下工作内容:(1)制备了一种树枝状聚合物包裹金纳米颗粒的新型纳米材料:PAMAM-Au,并用它构建了一种放大CdSe量子点ECL的探针,应用在超灵敏增强ECL免疫传感器中。因为PAMAM-Au具有大量的氨基基团,因此可以负载足够多的量子点,同时Au纳米颗粒良好的导电性也可以加速ECL的反应速度,因此,能够实现ECL信号的放大。此种方法测得ECL信号的变化与IgG浓度的对数在0.1-500 fg·mL-1的范围内成线性关系(R=0.994),且检测限为0.05 fg·mL-1。(2)通过循环伏安这种简单高效的方法制备出水溶性的碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒不仅具有很强的荧光信号,在生物相容性、稳定性、等方面都具有独特的优势。一方面利用DNA循环放大技术对信号进行放大,另一方面大量的量子点通过适体负载到了磁性微球上,荧光强度进一步得到增强。该方法简便,灵敏,选择性好,在生物检测中的应用具有很大的潜力。(3)合成了双稳定剂包被的CdSe QDs和CdSe-NH2 QDs,基于淬灭剂Au@Ag对双层量子点ECL信号的淬灭构建了一种超灵敏ECL生物传感器。此外,制备了一种新型电极修饰材料AuG,不仅能够加速了电子的传递和转移,增强导电能力,还能够在电极上很好地形成一层薄膜,这样就具有了更大的表面积,增大了K2S208向薄膜的扩散,使ECL信号得到增强。这种分析方法为多层量子点电致化学发光能量转移的研究奠定了良好的基础,在未来的生物分析、临床诊断等方面有着良好的前景。

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