【摘 要】
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疾病标志物是一种客观评价疾病发展状态的参数,对于这些物质的检测可以判断人体是否处于正常的生理状态。但是,它们常常以非常低的浓度与其它复杂成分混合存在于人体中,这就使得疾病标志物的检测变得非常困难。因此,建立灵敏度高,抗干扰能力强的检测方法对于疾病的诊断和治疗有着重要的意义。电化学传感器是一类将目标物的检测信号转换为电信号的装置,也是应用最广泛,研究最早的一种传感器。它具有灵敏度高、使用简单方便和响
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疾病标志物是一种客观评价疾病发展状态的参数,对于这些物质的检测可以判断人体是否处于正常的生理状态。但是,它们常常以非常低的浓度与其它复杂成分混合存在于人体中,这就使得疾病标志物的检测变得非常困难。因此,建立灵敏度高,抗干扰能力强的检测方法对于疾病的诊断和治疗有着重要的意义。电化学传感器是一类将目标物的检测信号转换为电信号的装置,也是应用最广泛,研究最早的一种传感器。它具有灵敏度高、使用简单方便和响应速度快等优点,这些优点使其在重金属离子检测、农残检测以及疾病标志物检测等各个领域发展迅速。基于此,我们结合银纳米材料刻蚀和信号放大方法,制备了几种电化学传感器并将其用于疾病标志物的检测中。本文主要包括以下几部分工作内容:1.结合银纳米花刻蚀和酶催化信号放大策略,构建了基于信号转换放大的尿酸电化学传感器。该方法采用电还原的方式在玻碳电极表面沉积了银纳米花,利用尿酸和尿酸氧化酶反应产生的过氧化氢氧化电极表面的银纳米花,将尿酸的检测信号转换为电极表面银纳米花的电化学信号,实现了尿酸的检测。在该方法中,银纳米花的线性扫描伏安峰电流值与尿酸浓度在1.0～100μmol/L范围内具有良好的线性关系,检出限为1.0μmol/L。并且,该方法被成功应用于人血清中尿酸的检测,在疾病的诊断方面具有广阔的应用前景。2.制备了金银纳米颗粒和还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极（Ag NPs/Au NPs/r GO/GCE）,在该电极的基础上结合信号转换放大策略,构建了高灵敏的碱性磷酸酶（ALP）电化学生物传感器。该方法利用ALP催化底物L-抗坏血酸-2-磷酸酯盐（AA-2P）水解产生L-抗坏血酸（AA）,而AA能将碘酸根离子（IO3-）还原成碘单质（I2）,I2进一步与工作电极表面的银纳米颗粒反应生成碘化银（Ag I）,利用残留在工作电极表面银单质的量对ALP进行定量,实现了ALP的检测,其检出限为0.11 U/L。并且,我们进一步结合免疫磁分离技术,将其用于肿瘤标志物癌胚抗原（CEA）的电化学检测中。该方法将链霉亲和素标记的碱性磷酸酶（SA-ALP）作为信号标记物,免疫磁球作为固相载体,利用抗原-抗体间的特异性反应在磁球表面形成三明治夹心结构,最后通过免疫磁球表面ALP的酶催化作用将CEA的浓度转化为电极表面银单质的电化学信号,从而实现CEA的高灵敏检测。该方法结合基于银纳米颗粒刻蚀的信号转换放大策略和免疫磁分离技术,具有灵敏度高（检出限低至0.013 ng/m L）、抗干扰能力强和线性范围宽（0.10-105ng/m L）的优点,在疾病标志物的诊断中具有广阔的应用前景。3.通过结合双酶信号转换策略、银纳米颗粒的刻蚀以及双功能磁性纳米探针（bi-MBs）信号放大构建了基于信号增强的癌胚抗原电化学传感器。该方法利用生物素（biotin）与抗生物素蛋白（avidin）间的特异性反应将CEA抗体及过氧化氢酶（CAT）同时负载到avidin修饰的磁球表面制得bi-MBs。在进行免疫分析时,CEA可以与bi-MBs在96孔板上形成免疫夹心复合物,其表面的CAT可以催化检测液中的H2O2分解,从而抑制辣根过氧化物酶（HRP）催化H2O2产生的羟基自由基对工作电极表面银纳米颗粒的刻蚀,最后利用工作电极表面银的电化学信号实现了CEA的检测。该方法将酶和抗体同时负载在磁球上,增加酶和抗体的负载量,进而对检测信号进行放大。同时,HRP催化H2O2产生的羟基自由基可以刻蚀电极表面的银纳米颗粒,而CAT可以催化H2O2分解,因此利用HRP和CAT的双酶耦合可以将基于信号递减的刻蚀反应转换为基于信号增强的抑制刻蚀反应,并成功将酶催化信号转化为银的电化学信号,从而进一步对检测信号进行放大。该方法的最低检出限为0.022 ng/m L,可用于人血清中CEA的检测。
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