新型芯片分析系统的研制与应用

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1、复旦大学博士后研究工作报告新型芯片分析系统的研制与应用彭友元工作完成日期2004幽∑L旦=垫旦丘生』旦报告提交日期一—型皿￡生亘旦—一复旦大学2006年6胃内容摘要本论文包括两部分：第一部分为多通道电化学芯片免疫传感器应用于肝纤化标志物的检测；第二部分为分子印迹模拟酶修饰的多通道微流控芯片应用于食品中残留有机磷农药的检测。第一部分的研究内容：利用微电子机械加工(MEMS)技术，设计制作了八通道金圆盘阵列电极芯片，并采用循环伏安法(CV)共聚邻苯二胺部分绝缘膜(O．PD)的方法将三种肝纤维化标志物(透明质酸，HA；

2、层粘连蛋白抗原，LN；IV型胶原，Ⅳ一C)所对应的抗体(HABP、a．LN、d．IVC)分别包埋在同一块芯片的不同电极上。当电极上包埋的抗体与含有抗原的溶液孵化后，由于抗原抗体之间的结合使得电极表面的电化学活性位点进一步减少，从而使得电极表面的绝缘程度增大，引起电化学探针甲醇二茂铁的穿透能力变差。通过该探针的CV图蜂电流的降低，以达到对三种抗原进行定量分析的目的。该方法对三种肝纤维化标志物的线性范围分别为：LN，10一107ng／ml；HA，1—89ng／ml；IV-C，10—72ng／ml；LN与IV—C的检测

3、限均为2ng／ml，IV-C为O．5ng／ml。已对500例样品进行了测定，与标准值(或RIA值)比较，相对标准偏差(RSD)不超过20％，阴阳性结果符合率达95％以上。本方法操作简便，无需对抗原进行标记，单次测定可在几十秒内完成，所耗试剂量少(几十IlL)，可以对样品进行高通量检测，方法适应于临床快速分析。第二部分的研究内容：基于分子印迹原理，采用CoCl2和4(5)一乙烯基咪唑(4(5)-Vinylimidazole)、甲基丙烯酸(acrylicacid)为单体，二乙烯基苯为交联剂，以有机磷农药paraoxo

4、n的类似物为模板分子，在多通道微流控芯片内部原位合成含有C02+一咪唑一羧酸基活性中心的印迹模拟酶，由于paraoxon在模拟酶的催化作用下可以水解生成对硝基苯酚，可以采用电化学法进行检测。从而对食品中的残留有机磷农药进行高效、快速、灵敏的检测，还可对有机磷酸酯农药进行降解，具有较高的理论研究意义与应用价值。关键词：阵列电极芯片：免疫传感器：肝纤化标志物；分子印迹；模拟磷酸三酯水解酶：微流控芯片nAbstractTherearetwopartsinthepresentdissertation．PartI，dete

5、ctionofbiomarkersforliverfibrosisusinghigh·throughputelectrochemicalmicro·immunosensorarray．PartII，mierofluidicbiometicchip-basedcapillaryelectrophoresissystemforthedetectionoftracepesticidesinfoods．Themajorcontentsaredescribedasfollows：PartI：Ahigh·throughput

6、electrochemicalmicro-immunosensorforthedetectionofbiomarkersforliverfibrosiswasdeveloped．Theantibodies，hyaluronieacidbindingprotein(HABP)，laminantibody(a—LN)andIV—Cantibody(a—IVC)，areimmobilizedondifferentelectrodesofthemicroelectrodearraybycopolymerizinginto

7、thepartlyinsulatedpoly(o-phenylenediamine)bymeansofcyclicvoltammetry(CV)．Electrochemicaldetectionofthecorrespondingantigenwasbasedontheextentofelectrodeinsulationtowardaredoxprobe(ferrocenemethan01)solubilizedintheelectrolyteasaresultoftheformationoftheantige

8、n—antibodycomplexattheelectrodesurface．Themicro-immunosensorexhibitsenoughsensitivitytodetectthethreebiomarkersataconcentrationleveldownto2ng／mL．Themicro-immunosensorhasbeenappliedto500sy