發(fā)布時間：2020-11-20 02:12

　　 結核病(tuberculosis)自古以來就是嚴重威脅人類生命安全的公共衛(wèi)生難題,其是由致病性的結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)侵入機體導致的慢性呼吸道傳染性疾病,其已成為傳染性疾病中導致患者死亡的頭號死因,截止到目前全世界約有三分之一的人口既往或正遭受MTB的侵襲。據世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)的統(tǒng)計結果顯示,2015年全世界范圍內新發(fā)的結核病患者數量高達1040萬例,結核病已導致逾140萬人死亡。隨著不規(guī)范治療導致耐藥結核菌株的肆虐、人口流動的加速以及艾滋病并發(fā)結核感染患者的增加,結核病疫情又呈現出加劇蔓延趨勢。早期、及時、準確地檢測MTB是有效控制結核病、減少結核擴散和耐藥菌株產生的有效手段。目前臨床上常用的MTB檢測方法包括結核診斷的“金標準”細菌培養(yǎng)、聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)等均具有不同程度的缺陷,比如耗時長、穩(wěn)定性差、假陽性率高、影響因素多、靈敏度和特異性差等。此外,由于我國廣泛開展卡介苗(Bacille Calmette-Guerin,BCG)接種,要避開BCG導致的假陽性結果準確檢測MTB就更為困難。當MTB感染宿主以后,患者體內首先會出現MTB的特異性抗原,這些抗原不受患者免疫狀態(tài)的影響,因此檢測體液中的MTB抗原對于結核病的早期確診具有重要的臨床意義。6-kDa早期分泌抗原靶標(6-kDa early secretory antigenic target,ESAT-6)是MTB分泌的一種早期分泌蛋白,其只在致病性的分枝桿菌中存在,而在BCG菌株中缺失,是理想的MTB檢測生物標志物。適體具有合成簡便、成本低廉、性質穩(wěn)定、易于修飾、適用性廣,能與目標配體專一性結合等優(yōu)點,其與靶標結合的親合力高于抗體。以特異性適體為識別元件構建的電化學適體傳感器兼具適體的高特異性和電化學分析方法響應快速、靈敏度高的特性。為了克服MTB檢測方法存在的缺陷,本研究擬以ESAT-6作為檢測靶標,以其特異性適體作為識別元件,利用聚(二烯丙基二甲基氯化銨)功能化還原氧化石墨烯摻雜金屬有機骨架(Poly(diallyldimethylammonium chloride)functioned reduced graphene oxide doped with metal-organic framework,P-MOF-rGO)納米復合物的大比表面積、高導電率和穩(wěn)定性構建電化學適體傳感器用于MTB檢測,以實現結核病的早期、準確診斷。本研究的主要內容如下:目的:以P-MOF-rGO納米雜化物作為電極的固載材料構建label-free型電化學適體傳感器用于結核抗原ESAT-6的超靈敏檢測,為結核病的早期、準確診斷提供有效平臺。方法:制備P-MOF-rGO納米雜化材料固載到玻碳電極(Glassy carbon electrode,GCE)表面,以甲苯胺藍(Toluidine Blue,TB)作為電活性物質孵育到電極上,利用鉑金核殼(platinum/gold core/shell,Pt@Au)優(yōu)異的電催化性能進行電信號放大,通過金硫鍵將巰基化的ESAT-6連接適體(ESAT-6 binding aptamer,EBA)結合到GCE表面,用小牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA)封閉多余的活性位點來構建電化學適體傳感器,并對TB和Pt@Au的體積進行優(yōu)化。通過檢測適體與不同濃度ESAT-6結合前后電流的變化來確定傳感器的靈敏度。以葡萄糖、BSA、抗壞血酸(ascorbic acid,AA)、培養(yǎng)濾液蛋白(10-kDa culture filtrate protein,CFP-10)等內源性分子作為干擾物質考察傳感器的特異性。通過采用循環(huán)伏安法(Cyclic voltammetry,CV)連續(xù)掃描50次電極來考察傳感器的穩(wěn)定性。檢測5支相同濃度ESAT-6(1 ng/mL)孵育后的電極來考察傳感器的重現性。對血清樣本進行檢測,以考察傳感器的臨床適用性。結果:所構建的適體傳感器在TB體積為5μL,Pt@Au體積為8μL時具有最佳的檢測行為。在1.0×10~-44 ng/mL~2.0×10~2 ng/mL的范圍內,ESAT-6濃度與傳感器峰值電流呈線性關系,傳感器的檢測限(limit of detection,LOD)為3.3×10~-55 ng/mL。干擾實驗結果表明,該傳感器能夠特異性識別ESAT-6,對干擾物質響應差。穩(wěn)定性試驗提示穩(wěn)定性良好,50次連續(xù)掃描后,電流響應僅下降約3.5%。重現性試驗提示該傳感器重現性較好,5支電極檢測結果的相對標準偏差(relative standard deviation,RSD)為2.9%。適體傳感器檢測血清樣本中ESAT-6的加標回收率為99%~102%,該結果令人滿意。結論:所構建的超靈敏檢測ESAT-6的電化學適配體傳感器制備簡便、線性檢測范圍寬、LOD低、穩(wěn)定性和重現性好,在實際血清樣品中測定ESAT-6具有良好的特異性和滿意的的加標回收率,有望為MTB感染的及時準確診斷提供有效的技術平臺。
【學位單位】：重慶醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R52;TP212.2;O657.1
【部分圖文】：

表明 P-MOF-rGO 納米復合材料已經成功制備。Pt@Au 納米顆粒顯示出帶有毛刺的球形結構并呈均勻分散（圖 1D）。圖.1 (A) MOF, (B) rGO 納米片, (C) P-MOF-rGO 納米復合物的 FESEM 圖和(D) Pt@Au 納米顆粒的 TEM 圖

的特征吸收峰與文獻報道的一致，表明它 a）顯示在 1560 和 1365 cm-1處有兩個特C-O 鍵的不對稱以及對稱伸縮振動。3460表明 MOF 沒有完全干燥。745cm-1處的特動。Fe-O 的特征吸收峰可在 555 cm-1處觀察的寬吸收峰（曲線 b），這歸因于 H2O 分的強吸收峰對應的是 C = C。1570 cm-1附如曲線 c 所示，在 1690，1530，1410 和化納米材料的特征吸收峰。位于 1690 cm-1 1410 cm-1處的強吸收峰分別由羧基的不基對苯二甲酸連接體中苯環(huán)的 C-H 鍵的彎據一致，表明該復合納米材料可以用作適

圖. 3 P-MOF-rGO 納米復合物的 XPS 分析圖Fig. 3 XPS analysis of P-MOF-rGO nanohybrid感器的電化學表征過程
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉霞;;高職院�！秱鞲衅鲬�用技術》課程改革探索[J];科技資訊;2019年26期

2 魏廷智;;“傳感器應用問題”歸類探析[J];物理教師;2016年11期

3 蔡三娟;;呼吸傳感器在“肺活量的測定”實驗中的應用[J];生物學教學;2017年06期

4 張世紅;;以樓宇控制為例談傳感器的類型及應用[J];中學物理教學參考;2017年08期

5 張巍;姜大成;王雷;郭垠昊;;傳感器技術應用及發(fā)展趨勢展望[J];通訊世界;2018年10期

6 劉學斌;方瑋;;“五級遞進”課程教學模式在傳感器應用技術課程中的應用[J];教育教學論壇;2016年49期

7 迎九;金旺;;可穿戴設備中的傳感器應用需求及趨勢[J];電子產品世界;2017年06期

8 趙寶菊;;形形色色的傳感器問題[J];中學生數理化(高二);2017年04期

9 馮雷;;傳感器應用技術的課程整合[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2012年04期

10 陳慶貴;鄔華;;新型傳感器講座 第二講 新穎半導體力敏傳感器[J];電子技術;1987年09期

相關博士學位論文 前10條

1 龍吟;聲表面波痕量氣體傳感器敏感機理與特性研究[D];電子科技大學;2019年

2 李鳳琴;增敏型電化學卡那霉素適體傳感器的構建與性能研究[D];哈爾濱理工大學;2018年

3 劉龍;概率假設密度多傳感器多目標跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學;2016年

4 趙華民;寬帶柔性梳狀表面波傳感器研制及在厚壁管道檢測中的應用[D];北京工業(yè)大學;2018年

5 江麗;增強的新型表面等離子體共振傳感器及其應用[D];浙江大學;2018年

6 李樹林;Os膜傳感器制作及原子氧探測的相關問題研究[D];大連理工大學;2017年

7 陳瑋;皮下植入式持續(xù)血糖監(jiān)測微傳感器技術研究[D];浙江大學;2018年

8 石瑟;光纖表面等離子共振傳感器：仿生構建、功能修飾、應用與多通道設計[D];天津大學;2017年

9 馮明;霍爾相位傳感器的研究開發(fā)[D];中國科學院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術研究所）;2004年

10 陰彩霞;陰離子識別及磷酸根離子傳感器的開發(fā)研究[D];山西大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 段珍珍;基于UWB雷達傳感器的人體體征監(jiān)測[D];電子科技大學;2019年

2 郝超;基于柔性高拉伸傳感器的人體運動姿態(tài)檢測系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學;2019年

3 潘衛(wèi)東;一種具有可拉伸電極的全柔性拉伸傳感器研究[D];合肥工業(yè)大學;2019年

4 朱靈濤;基于膜修飾傳感器的牛肉滋味品質評價及呈鮮味氨基酸檢測方法[D];吉林大學;2019年

5 李琳琳;基于還原氧化石墨烯和金屬有機骨架納米復合物的適體傳感器用于ESAT-6的超靈敏檢測研究[D];重慶醫(yī)科大學;2019年

6 周翠霞;基于微型光譜儀的表面等離子體共振傳感技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2019年

7 王文佳;光纖表面等離子體共振傳感器的生物免疫學應用研究[D];深圳大學;2018年

8 陳凱;基于天線傳感器的FRP-鋼結構典型損傷監(jiān)測方法研究[D];武漢理工大學;2018年

9 于洋;基于移動終端的氣體檢測系統(tǒng)設計[D];大連理工大學;2018年

10 漆曉峰;用于手機前置3D人臉識別攝像頭的ITOF傳感器關鍵技術研究[D];深圳大學;2018年

本文編號：2890783