化學(xué)發(fā)光與微納分析方法聯(lián)用研究.pdf

1、化學(xué)發(fā)光是指某些物質(zhì)(包括產(chǎn)物)在化學(xué)反應(yīng)中吸收反應(yīng)過(guò)程中所釋放的化學(xué)能,受激后從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的光輻射.由于化學(xué)發(fā)光檢測(cè)系統(tǒng)光路簡(jiǎn)單,無(wú)需外加光源,不存在熒光分析中由于瑞利散射和拉曼散射及溶劑熒光雜質(zhì)產(chǎn)生的背景信號(hào),因而具有很高的信噪比,可獲得與激光誘導(dǎo)熒光相媲美的高靈敏度.常用的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)大多數(shù)屬于快速動(dòng)力學(xué)反應(yīng),特別適合于微體積在線檢測(cè).然而,由于化學(xué)發(fā)光分析的選擇性差,限制了它的實(shí)際應(yīng)用. 本論文基于化學(xué)發(fā)光的

2、高靈敏檢測(cè)特性,微流控芯片的高效分離特點(diǎn)和熒光納米晶體(量子點(diǎn))的量子效應(yīng),旨在發(fā)展其聯(lián)用方法,建立高靈敏、高選擇性的分析新方法,用于生物分析,主要研究工作包括如下幾個(gè)方面: 1.發(fā)展了玻璃芯片和硅橡膠(PDMS)/玻璃復(fù)合芯片制備工藝.系統(tǒng)地研究了化學(xué)刻蝕條件和芯片的封裝工藝,利用發(fā)展的微加工技術(shù),制備出PDMS/玻璃復(fù)合型微流控芯片和玻璃微流控芯片,同時(shí)對(duì)芯片電泳性能進(jìn)行了考察.為發(fā)展微流控芯片的聯(lián)用技術(shù)奠定了基礎(chǔ).

3、 2.建立了高靈敏的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)系統(tǒng),成功地實(shí)現(xiàn)了與微流控芯片聯(lián)用.將化學(xué)發(fā)光一微流控芯片聯(lián)用系統(tǒng)首次用于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)聚焦分析.建立了血色素蛋白質(zhì)的高靈敏檢測(cè)分析新方法.同時(shí)對(duì)化學(xué)發(fā)光檢測(cè)模式以及兩種不同材質(zhì)芯片進(jìn)行了比較.在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,細(xì)胞色素c,肌紅蛋白和過(guò)氧化物酶在玻璃芯片上10分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)了很好的分離檢測(cè),其檢測(cè)限(S/N=3)分別為1.2×10<'-7>,1.6×10<'-7>,和1.0×10<'-10> mol/L.細(xì)胞

4、色素c的線性范圍為2.5×1曠7到3.O×10.6 mol/t.俾=0.999.),過(guò)氧化物酶的線性范圍為3/0×10<'-10>到4.0×10<'-9> mol/LR=0.994),細(xì)胞色素c以及過(guò)氧化物酶的遷移時(shí)間和峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別低于5.0﹪和10.0﹪(n=5).我們初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明芯片等電聚焦一化學(xué)發(fā)光檢測(cè)是分離檢測(cè)血色素蛋白質(zhì)的有效方法. 3.發(fā)展了熒光量子點(diǎn)一生物標(biāo)記物的純化和表征新方法.通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)

5、超濾法是純化量子點(diǎn)生物標(biāo)記物的簡(jiǎn)單、有效的方法.通過(guò)選擇合適濾膜和多次超濾步驟,碲化鎘量子點(diǎn)一蛋白質(zhì)的連接物(牛血清白蛋白及辣根過(guò)氧化物酶)的純度達(dá)到90﹪以上.建立了以毛細(xì)管電泳一激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)法表征量子點(diǎn)一蛋白質(zhì)連接物的新方法.通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,游離量子點(diǎn)與其蛋白質(zhì)連接物達(dá)到了有效分離.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明我們的方法是簡(jiǎn)單、有效的.同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)一蛋白質(zhì)的連接物在水溶液中是穩(wěn)定的.這些工作為熒光量子點(diǎn)的生物應(yīng)用以及為本論文下一步的工作

6、即化學(xué)發(fā)光檢測(cè)和納米技術(shù)聯(lián)用奠定了基礎(chǔ). 4.基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理,提出了以化學(xué)發(fā)光物質(zhì)為能量供體和量子點(diǎn)生物標(biāo)記物為能量受體的化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移新方法. 我們選擇了辣根過(guò)氧化物酶催化魯米諾一過(guò)氧化氫高靈敏的化學(xué)發(fā)光反應(yīng).設(shè)計(jì)了兩種共振能量轉(zhuǎn)移體系:(1)將不同尺寸的熒光量子點(diǎn)與辣根過(guò)氧化物酶連接,成功實(shí)現(xiàn)化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移;(2)將不同尺寸的熒光量子點(diǎn)與牛血清白蛋白連接,牛血清白蛋白抗體與辣根過(guò)氧化物酶連接,利