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纳米金作为生物探针及生物传感器的信号转换器,在生物技术领域获得了广泛的应用。纳米金的光学效应是纳米金应用中利用到的主要性质之一,利用纳米金的光学效应来进行检测的方法主要分为两种类型:一类利用纳米金本身具有颜色来进行检测,当其浓度超过107/mm2时可产生肉眼可见的红色斑点;另一类利用纳米金表面等离子共振来表征纳米金的聚集状态,通过分子设计使得纳米金特异性地聚集或解聚,从而利用表面等离子共振表征对目标分子进行表征和检测。本文基于这两类检测原理,分别建立了纳米金用于炭疽芽孢杆菌芽孢和三聚氰胺检测的新技术。主要研究内容包括:
⑴研究了纳米金结合双展示噬菌体获得信号放大并用于炭疽杆菌芽孢检测。通过在噬菌体M13的主要衣壳蛋白gpⅧ上插入展示金结合肽(VSGSSPDS),当噬菌体同时进行gpⅢ炭疽芽孢单链抗体的展示时,每个噬菌粒在一端的gpⅢ上展示一个单链抗体时,在其形成杆状结构的gpⅧ蛋白上有约2700个拷贝的金结合肽展示。将这种双展示的噬菌体用于炭疽芽孢检测,与传统的噬菌体ELISA相比较检测限降低了100倍,改善了因单链抗体结合力不强带来的高检测限状态,其检测限基本达到了使用天然抗体同数量级的水平;同时改善了相应浓度区间的线性,便于较大浓度范围内的定量;同时检测过程中取消了二抗的使用,成本低廉,一抗为原核表达,在超大规模筛选方面具有很大意义。作为一种新的检测模式,本方法在其它抗原抗体对上的检测应用具有很大的推广意义。
⑵在纳米金聚集检测三聚氰胺的研究中,通过对纳米金进行氨基化修饰,削弱了纳米金颗粒之间的静电斥力,使纳米金对三聚氰胺检测限较未修饰纳米金降低了100倍左右,反应特异性实验显示检测特异性并未受纳米金修饰影响。在提高灵敏度的同时,巯基乙胺的修饰还减慢了三聚氰胺接近纳米金颗粒的速度,从而导致动力学过程变化,这种修饰使得三聚氰胺的定量检测最适时间也发生了变化,在加入样品后5-15分钟较为合适,适合实际操作的需要;巯基乙胺在纳米金表面的修饰同时还使得纳米金对三聚氰胺浓度响应曲线发生变化,可以线性拟合的区域在浓度区间上提高了2个数量级。目前已有的纳米金检测三聚氰胺方法中,本方法在动力学上和浓度响应曲线上是最适合进行定量检测的方法,在样品的大规模三聚氰胺筛查方面具有一定的参考价值。