摘要
皮质醇(cortisol)，是肾上腺皮质组织分泌的一种“压力激素”，对人体健康非常重要，其含量异常可诱发心血管病、库欣综合症、艾迪生病，甚至引起自杀行为。因此研究准确、快速和灵敏的皮质醇分析策略很有必要。将免疫分析和光电化学技术相结合形成的光电免疫方法已广泛应用于生物分析领域，具有响应快、简单经济、易于小型化、选择性高等优势。在光电免疫传感器的构建中，信号放大技术对改善检测灵敏度起关键作用。本文基于敏化结构、离子交换和酶催化沉淀等信号放大策略，构建了几种新型光电免疫分析传感器，并用于唾液样本中皮质醇的无创、灵敏检测。主要研究内容分为三个部分： (1)基于敏化结构和免疫复合物形成的信号放大策略，构建一种新型光电化学免疫传感器。采用静电吸附层层组装制备光电性能优异的二氧化钛/铜铟硫修饰的氟掺杂氧化锡导电玻璃电极(TiO2/CuInS2/FTO)，并在其表面功能化皮质醇抗体作为竞争免疫传感平台。通过酰胺化反应合成网络状结构三聚氰胺-硫化镉量子点(CdS/melamine)修饰的信标(Agcor-CdS/melamine)。当目标物不存在时，基于抗原抗体的特异性反应，电极上产生较多的信标-抗体免疫复合物，从而形成共敏结构TiO2/CuInS2/CdS，大大增强光电响应信号。反之，形成的共敏结构较少，光电流信号较弱。在最佳参数下，光电流强度与皮质醇浓度在0.01~100ng/mL范围内呈良好的线性关系，检出限为7.8pg/mL。与高效液相色谱的检测结果比较，该传感器具有更高的灵敏度和较低的检测限，可实现唾液样品中皮质醇的检测。 (2)基于活性光电物质原位生成的信号放大策略，提出一种磁控分离竞争型光电免疫传感器。以银纳米簇标记的皮质醇抗体(Ab-Ag NCs)为检测探针，磁珠(Magnetic bead,MB)修饰的半抗原(MB-BSA-cortisol)为标记抗原，通过竞争免疫模式形成检测探针与标记抗原复合物。硝酸处理磁性分离获得的复合物，检测探针上Ag NCs释放大量银离子。而银离子与硫化镉/金纳米功能化的FTO电极(CdS/Au/FTO)上CdS量子点进行离子交换反应，生成新的电子空穴捕获位点Ag2S，导致光电流降低。随着目标皮质醇浓度增加，光电流信号逐渐恢复，实现有利于小分子检测的信号增强竞争免疫分析方法。研究结果表明，该体系光电流强度与皮质醇浓度的对数在0.0001~100ng/mLamp;nbsp;范围内呈良好的线性，检测限低至0.06pg/mL。此外，将所构建的传感器用于实际唾液样品检测，其结果与商业化人皮质醇ELISA试剂盒的分析结果一致。 (3)基于抗体-适配体夹心模式和酶催化扩增技术，构建一种无创、灵敏检测唾液皮质醇的分离型双信号响应生物传感器。以具有优异光电特性的铂纳米颗粒/镉铟硫/二氧化钛组装的FTO电极(PtNPs/CdIn4S2/TiO2/FTO)为检测电极，葡萄糖氧化酶和适配体共同修饰的金纳米颗粒(GOx-AuNPs-Apt)为检测探针。当目标物存在时，96多孔板上修饰的抗体和功能化的适配体共同捕获目标物形成夹心免疫复合物，由此携带的葡萄糖氧化酶催化葡萄糖生成H2O2，混合4-氯-1-萘酚(4-CN)后转移至检测电极表面。电极上的PtNPs催化4-CN生成不导电沉淀物4-氯-1-己酮(4-CD)，降低了光电流，也增大了电荷转移电阻，从而实现双信号分析模式。随着目标物皮质醇浓度增大，光电信号减弱，电信号则增强。在最佳优化参数下，光电化学和电化学信号强度与皮质醇浓度对数在0.001~1000ng/mL范围内呈良好的线性关系，检出限分别为0.8pg/mL和0.4pg/mL。此外，以ELISA试剂盒和液相色谱-串联质谱(HPLC-MS)为参考，该分析方法对人唾液皮质醇的检测显示出良好的准确性和选择性，可为其它生物分子的双信号“自检”模式分析提供新选择。
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