纳米生物传感器用于肿瘤标志物检测研究
详细信息 查看官网全文
摘要
医学研究表明,血清或组织中的某些蛋白质分子可用作肿瘤诊断和筛查的生物标志物。近年来,为了满足临床肿瘤早期诊断需要,发展各种高灵敏免疫传感分析方法以用于低丰度蛋白质标志物的方便、准确检测受到了人们广泛关注。其中,纳米材料因其比表面积大、生物兼容性好等优良性质,在免疫传感器分析性能提高方面起到了重要作用。一方面,将纳米材料用于生物传感界面构建,可以较大程度增加生物分子固定量,有效保持其生物活性,且十分有利于电化学传感器上电子传递速率提高;另一方面,还可将纳米材料用于负载高含量信号标记物制备成性能优良的纳米探针,以发展各种高灵敏电化学免疫分析信号转导策略。近年来,本人以及所在的课题组先后在此研究领域开展了如下相关工作:基于碳纳米管层层组装制备了一种葡萄糖氧化酶(GOD)功能化纳米管复合物,将其用于基于普鲁士蓝(PB)修饰电极制备的免疫传感器上的酶催化信号转导,发展了一种无溶解氧干扰的高灵敏电化学免疫分析方法~([1])。以多孔硅纳米球为硬模板,结合水热合成制备成多孔碳纳米球后,成功实现了PB在该纳米载体上的原位高含量沉积,进一步结合GOD和抗体组装制备成纳米探针~([2])。将其用于夹心免疫分析信号示踪,不仅有效提高了电化学免疫传感器的分析灵敏度,而且较好避免了前一方法中的高背景电流对分析性能的影响。将制备的多孔金纳米球用于GOD和二茂铁的同时高含量负载后制备成纳米探针,并将其与制备的核酸适配体传感器相结合,发展了一种新型高灵敏生物方法成功用于肿瘤标志物检测~([3])。此外,还分别将碱性磷酸酶~([4])、辣根过氧化酶~([5])和GOD~([6])功能化金纳米探针用于免疫传感器上催化沉积银纳米粒子、聚苯胺和金纳米粒子,并结合它们的电化学检测发展了三种性能优良的新型免疫传感方法。通过碳纳米管表面银纳米粒子的原位沉积及其链霉亲和素功能化制备了一种新型银纳米探针,将其用于夹心免疫分析信号示踪后发展了一种基于电化学银溶出分析的高灵敏非酶免疫分析方法~([7])。分别通过在聚多巴胺功能化硅纳米球~([8])和石墨烯~([9])表面原位沉积金纳米粒子制备成两种金纳米复合物,将其进行抗体功能化后,成功用于基于金标记物电化学溶出分析的高灵敏非酶免疫分析信号转导。此外,将制备的抗体功能化金纳米探针用于免疫传感器阵列表面银催化沉积,发展了一种简单的银溶出分析多通道电化学免疫传感方法~([10])。基于原位还原法分别制备成壳聚糖-银纳米粒子~([11])和还原石墨烯-硫堇~([12])纳米复合物,将它们用于电极修饰制备成电化学免疫传感器,通过其表面夹心免疫捕获的抗体功能二氧化硅纳米探针对传感器的电化学信号的放大抑制作用,发展了两种电化学免疫分析新方法。将制备的辣根过氧化物酶功能化氧化石墨烯纳米探针用于制备的免疫传感器表面的夹心免疫分析,通过酶催化底物生成非导电不溶物对传感器上固定的二茂铁电化学信号的放大抑制作用,发展了一种高灵敏电化学免疫传感分析新方法~([13])。为了进一步降低分析成本,我们正将纳米粒子信号放大与比色反应相结合,研究构建多种磁珠比色免疫分析新方法,以实现肿瘤标志物的方便、快速、灵敏比色检测。
引文
[1]G.S.Lai,F.Yan,H.X.Ju,Anal.Chem.2009,81,9730–9736.
[2]G.S.Lai,H.L.Zhang,A.M.Yu,H.X.Ju,Biosens.Bioelectron.2015,74,660–665.
[3]H.Cheng,L.L.Xu,H.L.Zhang,A.M.Yu,G.S.Lai,Analyst 2016,141,4381–4387
[4]G.S.Lai,F.Yan,J.Wu,C.Leng,H.X.Ju,Anal.Chem.2011,83,2726–2732.
[5]G.S.Lai,H.L.Zhang,T.Tamanna,A.M.Yu,Anal.Chem.2014,86,1789–1793.
[6]H.Cheng,G.S.Lai,L.Fu,H.L.Zhang,A.M.Yu,Biosens.Bioelectron.2015,71,353–358.
[7]G.S.Lai,J.Wu,H.X.Ju,F.Yan,Adv.Funct.Mater.2011,21,2938–2943.
[8]G.S.Lai,H.L.Zhang,J.Yong,A.M.Yu,Biosens.Bioelectron.2013,47,178–183.
[9]G.S.Lai,H.Cheng,C.Y.Yin,L.Fu,A.M.Yu,Electroanalysis 2016,28,69–75.
[10]G.S.Lai,L.L.Wang,J.Wu,H.X.Ju,F.Yan,Anal.Chim.Acta 2012,721,1–6.
[11]C.Y.Yin,G.S.Lai,L.Fu,H.L.Zhang,A.M.Yu,Electroanalysis 2014,26,409–415.
[12]G.S.Lai,C.Y.Yin,X.E.Tan,H.L.Zhang,A.M.Yu,Anal.Methods 2014,6,2080–2085.
[13]G.S.Lai,H.Cheng,D.H.Xin,H.L.Zhang,A.M.Yu,Anal.Chim.Acta 2016,902,189–195.
[2]G.S.Lai,H.L.Zhang,A.M.Yu,H.X.Ju,Biosens.Bioelectron.2015,74,660–665.
[3]H.Cheng,L.L.Xu,H.L.Zhang,A.M.Yu,G.S.Lai,Analyst 2016,141,4381–4387
[4]G.S.Lai,F.Yan,J.Wu,C.Leng,H.X.Ju,Anal.Chem.2011,83,2726–2732.
[5]G.S.Lai,H.L.Zhang,T.Tamanna,A.M.Yu,Anal.Chem.2014,86,1789–1793.
[6]H.Cheng,G.S.Lai,L.Fu,H.L.Zhang,A.M.Yu,Biosens.Bioelectron.2015,71,353–358.
[7]G.S.Lai,J.Wu,H.X.Ju,F.Yan,Adv.Funct.Mater.2011,21,2938–2943.
[8]G.S.Lai,H.L.Zhang,J.Yong,A.M.Yu,Biosens.Bioelectron.2013,47,178–183.
[9]G.S.Lai,H.Cheng,C.Y.Yin,L.Fu,A.M.Yu,Electroanalysis 2016,28,69–75.
[10]G.S.Lai,L.L.Wang,J.Wu,H.X.Ju,F.Yan,Anal.Chim.Acta 2012,721,1–6.
[11]C.Y.Yin,G.S.Lai,L.Fu,H.L.Zhang,A.M.Yu,Electroanalysis 2014,26,409–415.
[12]G.S.Lai,C.Y.Yin,X.E.Tan,H.L.Zhang,A.M.Yu,Anal.Methods 2014,6,2080–2085.
[13]G.S.Lai,H.Cheng,D.H.Xin,H.L.Zhang,A.M.Yu,Anal.Chim.Acta 2016,902,189–195.