关键词:
电化学免疫传感器
纳米技术
幽门螺旋杆菌四价表位疫苗
空泡细胞毒素A
摘要:
幽门螺旋杆菌(***)是一种革兰氏阴性螺旋状致病菌,可通过口-口或粪-口迅速传播。这种病原体是导致各种胃肠疾病的主要病因,被认为是比乙型和丙型肝炎病毒导致癌症更多的病原体,这使得***成为世界范围内最主要的感染性致癌物之一。***感染病人临床表现与***菌株基因型毒力因子类型相关,包括细胞毒素相关蛋白A(Cag A)、空泡细胞毒素A(VacA)、尿素酶(Ure)和黏附素等。研究表明,Cag A和VacA是导致胃部疾病的两个重要毒力因子,可诱导上皮细胞损伤和慢性炎症,最终可能导致胃癌。
开发合适的诊断方法对胃癌早诊断、早治疗以及对患者预后尤为重要。目前临床常用的幽门螺旋杆菌检测方法各有其优缺点,大部分只能诊断是否存在感染,不能实现分型诊断。基于上述原因,本文首先构建了幽门螺旋杆菌FVp E电化学免疫传感器,用于高效、灵敏地测定幽门螺旋杆菌,用于诊断是否存在感染;然后构建了幽门螺旋杆菌VacA抗原传感器,用于确定幽门螺旋杆菌感染分型;最后构建幽门螺旋杆菌VacA抗体传感器,用于诊断是否为幽门螺旋杆菌现症感染。
(1)基于石墨相氮化碳(g-C3N4)、离子液体(IL)、壳聚糖(CS)材料的优势,成功制备了基于壳聚糖-离子液体(CS-IL)/g-C3N4复合材料修饰的玻碳微球离子液体糊电极的无标记FVp E抗原电化学免疫传感器(BSA/FVp E/CS-IL/g-C3N4/GCILPE),可用于多克隆兔源幽门螺旋杆菌抗体(anti-Hp)的高灵敏定量检测。CS-IL/g-C3N4复合材料不仅能够增强电流响应值,而且能为幽门螺旋杆菌四价表位疫苗(FVp E)的固定提供良好的生物相容性平台,从而改善了免疫传感器的灵敏度和稳定性。通过电化学技术:循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)监测了免疫传感器的构建过程;通过差分脉冲伏安法(DPV)对实验条件进行了优化,建立了检测anti-Hp的新方法,其线性范围为0.05~5 ng m L-1,检测限为0.01 ng m L-1。和其他传感器相比,设计的免疫传感器具有较好的检测性能。此外,该免疫传感器的重现性和稳定性良好,可以实现对人体血清样品中的anti-Hp的灵敏检测,从而诊断是否存在幽门螺旋杆菌感染。
(2)成功制备了基于石墨烯负载银修饰的碳离子液体糊电极的无标记VacA抗原(VacA Ag)电化学免疫传感器(BSA/VacA Ag/Ag-GO/CILPE)。石墨烯负载银/离子液体(Ag-GO/IL)纳米复合材料可以增强VacA Ag的固定能力,提高疫传感器的响应信号,从而达到特异性捕获VacA抗体(VacA Ab)的目的。通过DPV、EIS、SEM和透射电镜(TEM)监测了免疫传感器的制备步骤。采用构建的免疫传感器对VacA Ab进行了选择性识别,建立的方法检测VacA Ab的线性范围为0.01~1 ng m L-1,检测限为5 pg m L-1。构建的传感器具有良好的特异性、重现性和稳定性,可以对人体血清样品中的VacA Ab进行分析测定,从而实现对幽门螺旋杆菌感染的分型诊断。
(3)为构建无标记VacA Ab电化学免疫传感器,我们制备了基于铜纳米线/离子液体纳米复合材料(Cu NWs/IL)的生物相容性平台。Cu NWs/IL复合物作为VacA Ab的固定材料,不仅明显改善了修饰电极的有效表面积、增加了抗体的固定量,而且显著提高了电子传输能力。通过扫描电镜和电化学技术分别研究了免疫传感器制备过程中的表面形貌变化情况和电化学性能;通过DPV研究了构建的电化学免疫传感器对VacA Ag的检测性能,VacA Ag的响应信号及其浓度在0.01~1 ng m L-1的范围内成线性关系,检测限达到了1 pg m L-1。构建的免疫传感器可以用于检测人体粪便样品中的VacA Ag,可以进一步诊断是否为幽门螺旋杆菌现症感染。