基于磷光分子印迹纳米复合材料用于生物蛋白识别分析

论文摘要

蛋白质作为生物功能的主要参与者,已成为生命科学研究的重点对象之一,但生物样品成分复杂,如何靶向识别目标蛋白已成为蛋白组学和疾病诊断领域研究的瓶颈。量子点（Quantum Dots,QDs）与分子印迹聚合物（Molecular Imprinting Polymers,MIPs）相结合为蛋白质的光学识别分析开启了全新的解决方案。本研究选择细胞色素c与转铁蛋白两种蛋白作为模板分子,将具有良好抗背景荧光干扰的室温磷光（Room-temperature phosphorescence,RTP）Mn-ZnS QDs与分子印迹技术相结合,发展了2种兼具特异性高和抗干扰能力强的纳米复合传感器,并成功应用于实际样品中蛋白质的特异性识别分析。主要研究内容如下:（1）以RTP Mn-ZnS QDs为纳米支撑材料,以表面分子印迹聚合物（Surface molecularly imprinted polymers,SMIP）为人工抗体,并将两者结合制备了一种能够选择性识别和分析细胞色素c（Cytochrome c,Cyt c）的RTP型QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料。由于本研究采用QDs的RTP性质,避免了生物体液背景荧光和散射光的干扰,所以该方法特别适用于生物体液中Cyt c的痕量光学识别。另外,Cyt c能够通过电子转移引起QDs RTP强度的降低,因此该方法也能够实现对Cyt c的定量分析,方法检出限为0.015μM,用于测定人血清和尿液Cyt c的加标回收率96%-104%。（2）以介孔纳米SiO2为基质,Mn-ZnS室温磷光（RTP）QDs（PQDs）为发光材料,发展了一种兼具特异性高和抗干扰能力强的RTP型蛋白介孔印迹材料（SiO2-PQDs-MIPs）,并应用于靶蛋白的识别分析（转铁蛋白Transferrin,Trf为例）。该方法可以实现Trf的定量分析,方法检出限为0.014μM,用于测定人血清和尿液中Trf的加标回收率为94.5%-102.0%。由于该SiO2-PQDs-MIPs对蛋白的传感信号是基于PQDs的RTP性质,因此可以避免复杂生物样品背景荧光和散射光的干扰,所以SiO2-PQDs-MIPs特别适用于生物体液中蛋白质的特异识别和精确定量检测。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 绪论
•   1.1 蛋白质检测研究进展
•   1.2 分子印迹技术简介
•     1.2.1 分子印迹技术概述
•     1.2.2 分子印迹技术基本原理
•     1.2.3 分子印迹技术的应用
•   1.3 蛋白质分子印迹技术概述
•     1.3.1 蛋白质分子印迹方法分类
•     1.3.2 蛋白质分子印迹技术的应用
•   1.4 量子点
•     1.4.1 量子点的概述
•     1.4.2 量子点的制备
•     1.4.3 掺杂量子点的概述
•     1.4.4 室温磷光量子点传感器
•   1.5 量子点与分子印迹技术相结合的应用
•     1.5.1 量子点-分子印迹材料的发展
•     1.5.2 量子点-分子印迹材料对蛋白质的识别分析
•   1.6 论文的立题思想
• 2 磷光型纳米人工抗体的制备以及对生物体液中细胞色素c的富集和识别分析
•   2.1 引言
•   2.2 实验部分
•     2.2.1 仪器设备
•     2.2.2 材料和试剂
•     2.2.3 Mn-ZnS QDs的合成
•     2.2.4 QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料的合成
•     2.2.5 RTP检测
•     2.2.6 实际样品分析
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 RTP QDs表征
•     2.3.2 QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料的表征
•     2.3.3 影响QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料稳定性的因素分析
•     2.3.4 QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料对Cyt c的识别性能分析
•     2.3.5 QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料对Cyt c的特异性分析
•     2.3.6 QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料对Cyt c的选择性分析
•     2.3.7 Cyt c猝灭QDs-SMIP人工抗体纳米复合材料的机理分析
•     2.3.8 实际样品分析
•   2.4 小结
• 3 磷光型介孔表面印迹材料的制备及其对生物体液中转铁蛋白的识别分析
•   3.1 引言
•   3.2 实验部分
•     3.2.1 仪器设备
•     3.2.2 材料和试剂
•     3.2.3 RTP Mn-ZnS QDs（PQDs）的合成
• 2 纳米颗粒的合成'>    3.2.4 SiO₂纳米颗粒的合成
• 2-PQDs的合成'>    3.2.5 SiO₂-PQDs的合成
• 2-PQDs-MIPs的合成'>    3.2.6 SiO₂-PQDs-MIPs的合成
•     3.2.7 RTP检测
•     3.2.8 实际样品分析
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 PQDs表征
• 2-PQDs-MIPs表征'>    3.3.2 SiO₂-PQDs-MIPs表征
•     3.3.3 PQDs用量的优化
• 2-PQDs-MIPs稳定性的因素分析'>    3.3.4 影响SiO₂-PQDs-MIPs稳定性的因素分析
• 2-PQDs-MIPs对 Trf的识别性能分析'>    3.3.5 SiO₂-PQDs-MIPs对 Trf的识别性能分析
• 2-PQDs-MIPs对 Trf的选择性分析'>    3.3.6 SiO₂-PQDs-MIPs对 Trf的选择性分析
• 2-PQDs-MIPs的抗干扰性分析'>    3.3.7 SiO₂-PQDs-MIPs的抗干扰性分析
• 2-PQDs-MIPs的磷光传感机理分析'>    3.3.8 SiO₂-PQDs-MIPs的磷光传感机理分析
•     3.3.9 实际样品分析
•   3.4 小结
• 4 结论
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孙晓杰

导师: 苗艳明

关键词: 表面分子印迹,室温磷光量子点,细胞色素,转铁蛋白

来源: 山西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 山西师范大学

基金: 国家自然科学基金(Grant 31700862),山西省青年科学自然科学基金(Grant 201601D021109),山西师范大学研究生科技创新项目(2017SCX039)

分类号: Q51

DOI: 10.27287/d.cnki.gsxsu.2019.000696

总页数: 64

文件大小: 4273K

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