基于碳纳米管/金/二氧化钛修饰电极的无酶型免疫传感体系及电化学机制研究

Cancer is the enemy of human health. Although the cancer can be treated through chemotherapy, surgery or radiotherapy methods, but it still be likely to recur. Early cancer detection and prevention can through detecting cancer markers, it has great meaning of life for humans.Carbon nanotubes (CNT) have unique electrical catalytic properties and biological molecular absorption properties can improve the sensitivity and stability of biological detection. This project research the carcinoembryonic antigen (CEA) immunosensor based on CNT/Au/TiO2 nanocomposites. The CNT/Au/TiO2 nanocomposites of the immunosensing interface can be optimized by experiments. Achieving to rapid and sensitive detection of nonenzymatic amperometric immunosensor, we study the mechanism of synergy, resolve the nonenzymatic amplified signal to address, enhance the fixed amount of protein.Construction and optimize the CEA detection system, and further establish the CEA model and database.

癌症，是人类健康的大敌。癌症虽然可以通过化疗、手术或放疗等方法进行治疗，但是仍然有可能复发。通过检测癌症标志物，实现早期癌症的检测和预防，对于人类来说具有重大生命意义。碳纳米管具有独特的电催化性能及生物分子吸收特性，可以提高生物检测的灵敏度和稳定性。本项目研究基于CNTs/Au/ TiO2纳米复合结构的癌胚抗原免疫传感器，通过实验优化设计CNTs/Au/ TiO2纳米复合结构免疫传感界面，研究它们的协同作用机理，解决无酶而放大信号的问题，解决增加蛋白质吸附量的问题；通过构造及优化癌胚抗原（CEA）检测系统，实现无酶CEA电流型免疫传感器快速、灵敏检测，并建立CEA检测模型及数据库。

电化学传感器的关键指标包括线性范围、灵敏度、检测限及稳定性，这些与敏感膜的形态与组成、敏感膜的修饰工艺及基础电极的电化学性能有关。为此，本项目的实施过程中研究重点放在了新型纳米敏感材料的开发、新型基础电极的制备、敏感材料的修饰工艺研究、电催化响应机制的研究、构造癌胚抗原无酶型免疫传感体系。.首先，我们制备了一系列具有特殊结构和电催化性能的纳米材料，并以碳纳米管、石墨烯等作为载体及成份，采用光催化、水热合成、电催化等方法，通过设计结构和成分比例获得了多种具有高电催化性能、生物相容性及稳定性的纳米结构复合材料。.其次，自制了掺硼金刚石电极和新型碳电极，用掺硼金刚石、玻碳电极、金电极、碳电极、钽电极等作为基础电极构造了电化学传感器，并分析了电化学性能上的优缺点。.再次，通过滴涂、浸涂、层层组装、电沉积、电聚合包络、电化学盖印、化学气相沉积等手段制备了多种电催化及传感界面，包括：碳纳米管/金/二氧化钛、碳纳米管/镍/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、碳纳米管/氧化锰、碳纳米管/聚苯胺、金/二氧化钛、石墨烯/氧化镁、石墨烯/镍、纳米金刚石/镍、石墨烯/氧化锌、石墨烯/碳化钛等，并研究它们的电化学响应机制，在电化学传感、电催化及能源存储领域成功地实现了这类材料的应用。.尤其，本项目以碳纳米管/金/二氧化钛、碳纳米管/镍/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)为敏感层，玻碳电极、掺硼金刚石电极等作为基础电极，铁氰化钾/亚铁氰化钾混合物为探针，肿瘤标志物“癌胚抗原（CEA）”为分析对象，构造了无酶型免疫传感体系，实现了对血清样品的检测，这对实现早期癌症的检测和预防具有重要意义。.本项目执行期间围绕以上研究内容共发表SCI论文23篇，其中SCI一区11篇，SCI二区10篇，申报了9项发明专利。