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基于纳米金的生物传感器检测生物分子

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摘要

第一章 绪论

1.1 生物传感器概述

1.1.1 生物传感器简介

1.1.2 纳米金简介

1.2 纳米金的制备和表面功能化

1.2.1 纳米金的合成

1.2.2 纳米金的稳定性和功能化

1.3 纳米金的应用

1.3.1 重金属离子检测

1.3.2 DNA检测

1.3.3 蛋白质分析

1.4 结论和展望

1.5 本文的结构组成

第二章 基于酶催化放大检测酪氨酸的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 材料与仪器

2.2.2 实验步骤

2.3 结果与讨论

2.3.1 检测原理

2.3.2 透射电镜表征

2.3.3 反应条件的优化

2.3.4 酪氨酸的比色检测

2.3.5 选择性

2.4 结论

第三章 基于纳米金生长的液晶生物传感器检测酪氨酸

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 材料和仪器

3.2.2 玻璃基底表面的功能化

3.2.3 TR的固定

3.2.4 液晶盒的制作

3.2.5 生长溶液的配制

3.2.6 偏光检测及数据采集

3.3 结果与讨论

3.3.1 检测原理

3.3.2 扫描电镜表征

3.3.3 反应条件的优化

3.3.4 酪氨酸的检测

3.3.5 选择性

3.4 结论

第四章 利用纳米金增强SPR信号检测IMA

4.1 SPR生物传感器概述

4.1.1 SPR的基本原理

4.1.2 SPR传感芯片

4.1.3 SPR生物传患器的常规分析方法

4.2 SPR生物传感器的应用——利用纳米金增强倍号检测IMA

4.3 实验部分

4.3.1 材料和仪器

4.3.2 抗体的固定

4.3.3 纳米金复合物制备

4.3.4 SPR检测及数据采集

4.4 结果与讨论

4.4.1 原子力显微镜表征

4.4.2 自组装表面修饰效果

4.4.3 反应条件的优化

4.4.4 SPR检测结果

4.4.5 选择性研究

4.5 结论

结论

参考文献

文献综述 液晶在生物传感器中的应用

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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摘要

生物传感器是一种将分子结合事件转换为物理可检测的光、电信号的测量装置。一般由分子识别元件和换能器组成。近年的发展趋势为采用新材料和新换能器以提高检测的选择性和灵敏度。本文以金纳米颗粒为基础,构建了三个生物传感器。具体工作如下:
  (1)检测酪氨酸的比色传感器。利用酪氨酸酶介导金纳米颗粒的生长,导致溶液颜色的变化以检测酪氨酸浓度。实验研究了在金纳米颗粒生长溶液(含酪氨酸酶、酪氨酸、氯金酸、稳定剂)中加入铜离子以及溶液PH值对金纳米颗粒生长的影响。结果表明在最佳实验条件下,酪氨酸的检测下限为2×10-6 mol/L。加入铜离子对检测下限改善不大,但可以明显将检测时间缩短至0.5h内。
  (2)检测酪氨酸的液晶传感器。为了进一步降低检测下限,我们利用酶介导金纳米颗粒生长构建液晶生物传感器检测酪氨酸。酪氨酸酶固定于经戊二醛活化的DMOAP/APTES混合自组装修饰的玻片表面,当玻片表面滴加含Tyr的生长溶液时,TR催化Tyr羟基化为左旋多巴(L-DOPA),后者还原生长溶液中的AuCl4-生成AuNPs并沉积于玻片表面,导致玻片表面拓扑地貌变化,这一变化能诱导液晶取向发生变化进而调制透光量,实现Tyr的检测,该法可检测浓度低至6×10-7mol/L的Tyr。这种传感器具有肉眼直接观察、无需标记、操作简便等特点。与基于金纳米颗粒的比色法相比,其检测下限更低。
  (3)检测IMA的表面等离子体共振(SPR)生物传感器。利用混合巯基自组装于金膜表面并结合纳米金颗粒信号放大作用,研制了一种快速检测IMA的SPR生物传感器。利用直接法和纳米金增强法对IMA进行检测,并对两种方法做出比较。结果表明,直接检测法可以检测到100 ng/L的IMA,而纳米金检测法检测限小于10 ng/L。与现有的检测IMA方法相比,SPR生物传感器具有较好的重复性,且在灵敏度和分辨力方面均有极大地改善。

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