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结合纳米技术的细菌检测分子生物传感器的研究

王丽江

   肠出血性大肠杆菌0157:H7是一种对人类健康危害性极大的肠道病原菌。其在食品和环境中分布广泛,感染剂量低,这对其检测方法的灵敏度、准确性和检出速度都提出了相当高的要求。目前的常规检测技术还不能很好地满足实际需求,因此研究快速、准确、实时地检测大肠杆菌0157:H7的新型传感器和小型化便携式分析仪器具有重要的意义。 本研究系统地从免疫检测和DNA检测两方面发展了用于细菌检测的分子生物传感器。首先,基于压电传感器,结合单分子自组装和纳米生物技术,制备了QCM免疫和DNA传感器。其次,采用电化学检测技术,设计并研制了金阵列免疫传感器和基于纳米孔膜杂交检测的DNA传感器。本论文的主要内容和贡献如下: 1.研制了QCM压电传感器检测系统,研究了聚电解质层层组装技术实现传感器表面修饰的快速方法,为发展制备过程简便、检测效率高的细菌检测免疫传感器打下基础。该QCM免疫传感器检测限低,稳定性好,实现了大肠杆菌0157:H7的快速检测。 2.结合纳米金表面修饰和质量放大技术,设计了流动—注射方式检测的QCM DNA传感器。通过内层纳米金自组装增大电极比表面积,实现了更多的DNA探针的固定;研究了外层亲和素包被的纳米金与目标DNA上修饰的生物素结合以实现质量放大的方法,证明纳米技术和生物传感技术的结合,是一种提高传感器灵敏度的有效手段。 3.设计了一种新型的金阵列免疫传感器,实现了多通道的细菌快速检测。采用电化学阻抗谱技术来分析金表面分子自组装、抗原抗体特异性结合和细菌浓度变化中等效电路参数的改变。该金阵列免疫传感器检测限低、检测效率高、操作简单,有望用于实时检测系统。 4.利用氧化铝纳米孔膜特殊的DNA杂交检测原理,开发了用于大肠杆菌0157:H7 DNA检测的电化学传感器。创新性地提出基于Taq DNA聚合酶延伸杂交的新方法,大大增强杂交复合体对纳米孔中离子电流的阻碍效果。该纳米孔膜电化学传感器设计新颖,可以结合微电子加工技术实现微型化和集成化。……   
[关键词]:免疫生物传感器;DNA生物传感器;分子传感器;纳米生物技术;大肠杆菌O157;石英晶体微天平;电化学检测
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:浙江大学2007年
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