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金属纳米粒子修饰的氧化石墨烯在SPR传感器中的应用

A novel SPR biosensor based on graphene-oxide decorated with gold nanomaterials for immunoassay

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【作者】 张嘉张婳孙颖王兴华宋大千

【Author】 Jia Zhang;Hua Zhang;Ying Sun;Xinghua Wang;Daqian Song;College of Chemistry, Jilin University;

【机构】 吉林大学化学学院

【摘要】 氧化石墨烯(GO)是强氧化、高度亲水的片状材料。它的平面结构上所具有的大量功能基团使得它与众多的生物分子能够通过共价、非共价、静电吸附的方式结合在一起。同时具备良好的稳定性、生物相容性和显著的荧光淬灭能力[1-3]。我们制备了形貌良好GO和金纳米棒,并利用原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)和紫外可见吸收光谱对其进行了表征。单层的GO通过静电作用组装在氨基修饰的金膜上,抗体包覆的金纳米棒通过希夫碱反应固定在氧化石墨烯上形成敏感膜。该设计结合了GO的高负载率和金纳米棒的高灵敏度,有效地改善了SPR传感器的性能。随后,我们又进一步地研究了金纳米双锥在SPR传感中的应用。采用种子生长法制备了金纳米双锥。将GO固定于SPR金膜基底上,抗原与金纳米双锥通过化学反应连接形成抗原-金纳米双锥复合物,在抗原检测过程中,具有独特尖端的金纳米双锥有力地放大了SPR传感器的检测信号,拓展了GO在生物传感中的应用。

【Abstract】 Graphene oxide(GO) is a strongly oxygenated, highly hydrophilic layered material. Abundant oxygen-containing functional groups on its basal planes and edges enable GO to interact with varieties of biomolecules through covalent, noncovalent or electrostatic interactions. Here we report a novel SPR biosensor using GO sheets decorated with AuNR-antibody conjugates substrate. AuNR-antibody conjugates were immobilized on the GO sheets by a carbodiimide-assisted amidation reaction. The high loading capacity and good biocompatibility of GO together with remarkable optical property of AuNRs are beneficial to antibody immobilization and sensitivity enhancement of detection. After that,a novel GO-based SPR biosensor using AuBPs as sensitivity enhancers for the determination immunoassay is proposed. Consequently, the as-prepared GO sheets function as promising support for antibody and GO-based SPR biosensor using AuBPs as enhancers has the highest sensitivity, which effectively enlarged the detection SPR signal and expanded the GO application in the biological sensing.

【基金】 国家自然科学基金委仪器专项重点项目(No.20727003),国家自然科学基金委面上项目(No.21075049),国家自然科学基金委青年基金(No.21105037);国家重大科学仪器设备开发专项子项目(No.2012YQ09019412);教育部新世纪优秀人才资助项目(No.NECT-10-0443);吉林省中青年科技领军人才及优秀创新团队项目(No.20121808)资助
  • 【会议录名称】 中国化学会第29届学术年会摘要集——第03分会:分析可视化及交叉学科新方法
  • 【会议名称】中国化学会第29届学术年会
  • 【会议时间】2014-08-04
  • 【会议地点】中国北京
  • 【分类号】TP212
  • 【主办单位】中国化学会
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