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1、序号： 编码： 2010年“丁颖杯”课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称：基于双树枝状放大效应的免疫传感器对苯并芘的快速检测 学院名称： 理学院 申报者姓名 （集体名称）： 周洁丹 黄溢彬 谢彦 孙子洪 梁柱荣 类别： 自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类说 明1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3.表内项
2、目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4.序号、编码由竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名周洁丹性别女出生年月1989.12学院理学院系别、专业、年级应用化学系应用化学专业2007级学历本科在读学制入学时间2007.9作品名称基于双树枝状
3、放大效应的免疫传感器对苯并芘的快速检测毕业论文题目便携式免疫传感器的研制以及对持久性环境污染物的检测通讯地址华南农业大学理学院应用化学系邮政编码510642办公电话020-85280325常住地通讯地址华南农业大学五山学生公寓9-216邮政编码516042住宅电话13480266328其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位黄溢彬男22本科在读理学院应用化学系谢 彦男21本科在读理学院应用化学系孙子洪 男21本科在读理学院应用化学系梁柱荣男20本科在读理学院应用化学系资格认定学院学籍管理部门意见以上作者是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生
4、、硕士研究生或博士研究生。 是 否 （部门签章）年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果 是 否负责人签名：年 月 日B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写；4硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称基于树枝状放大效应的免疫传感器对苯并芘的快速检测作品分类（E） A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）
5、D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路1. 撰写目的：持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants, POPs）所引起的环境污染是当今备受世界关注的环境问题之一，它正严重地影响着人类的健康与生存。我国POPs的环境污染现状十分严峻，有效地对环境污染物进行检测是治理的前提和基础。因此，建立POPs的快速筛查分析方法显得尤为重要。电化学免疫传感技术以其高特异性、低成本、操作简便等特点，在病毒、生物毒素、农药、有机污染物等分析领域获得广泛研究。目前真正能用于
6、实际样品中POPs分析的免疫传感方法体系尚未形成，而提高响应灵敏度更是POPs免疫分析研究中的关键步骤。本作品旨在建立苯并芘的快速、灵敏的免疫分析，为POPs的检测提供新手段。2. 基本思路：(1) 合成树枝状聚合物PAMAM，并进行核磁、红外等表征，确认结构；(2) 制备多环芳烃抗原；(3) 合成亚甲基蓝/二氧化硅核壳纳米粒子，并进行表征；(4) 制备多酶标记的二抗并进行表征；(5) 免疫传感器构建；(6) 基于竞争反应对苯并芘进行检测。作品的科学性、先进性及独特之处1. 科学性： 由于POPs在环境中的含量较低，通常都需要先将待测物分离富集，再用大型仪器进行分析监测。虽然这些方法对氨基酸的
7、分析都具有一定的实用价值，但是，由于有的方法预处理较复杂，有的仪器较昂贵，还有的分析过程较为繁杂，因而在具体应用中受到了很大的限制。而电化学免疫传感器是一种相对成熟的生物分析方法，结合电化学传感分析，具有设备简单、响应快速和检测限低的优势，在快速检测和在线监测领域有着广阔的应用前景。目前，结合电化学手段的免疫传感器已经在环境污染物的检测中展开了应用研究，但是由于环境样品中待测物的含量都很低，真正能用于实际样品中POPs分析的免疫传感方法体系尚未形成。因此，有效的提高传感器的响应灵敏度是推广其应用的关键所在。近十年纳米粒子由于新异的物理、化学性质，逐渐被应用到免疫传感器的制备上，在传感器的修饰改
8、性方面起到重要作用。但是单依靠纳米粒子的信号放大作用，仍无法达到实际检测的要求。既然如此， 在纳米核壳粒子的信号放大基础上再用PAMAM作进一步修饰，这种双重型号放大的构建模型则更有利于其灵敏度的提高。2. 先进性： 本项目利用了PAMAM特有的树枝状结构，结合分子表面氨基的放大效应，极大地提高了免疫分子的固定量；同时，在标记步骤中，以多酶标记二抗复合物代替单标记二抗，以高的HRP/二抗比例与纳米材料偶联，在一个抗体上标记多个HRP酶，再次进行信号放大。由三联噻吩电聚合、PAMAM放大、固定抗原三步制得免疫传感器探针，通过免疫竞争反应、二抗复合物标记、酶促反应实现生物信号到电信号的转化。在所构
9、建的传感器中，同时利用PAMAM以及多酶标记的二抗复合物的双重信号放大作用，明显地降低了传感器的检测限。 同时，利用不同的仪器分别对PAMAM和纳米粒子进行表征，以研究其性能特点，选取具有最优性能的物质进行信号放大，优化传感器。结果表明，所构建的传感器能对痕量的POPs产生明显的响应信号，灵敏度增大。.作品的实际应用价值和现实意义POPs在自然环境中很难通过生物代谢、光降解、化学分解等方法进行降解，可以在环境中长期存在，对人体、动物都具有致癌、致畸与致突变作用。近几年，随着农药品种的不断增多，POPs对环境和人类的直接危害正在凸显。因此，能否对苯并芘这类POPs进行有效地分析监测关系到人类的健
10、康与生存。传统的环境监测通常采用离线、实验室分析方法，分析速度慢、操作复杂、分析仪器大且昂贵，无法进行现场快速分析和连续在线监测，在环境监测上存在着明显不足。因此，对污染物进行连续、快速、在线监测已成为加快污染治理的迫切要求。利用免疫传感器对苯并芘这类POPs进行快速检测，无论从分析成本上看，还是从效率上看，都是非常具有潜力的。 同时本项目在免疫传感器的基础上，采用了具有放大信号优势的PAMAM和二抗复合物对传感器作进一步修饰，大大的提高了响应灵敏度，克服了环境样品中苯并芘含量较低，难监测的缺点，为生物技术在环境监测上的应用构建了一个较好的检测体系，对人类与生态环境都具有重要的现实意义。学术论
11、文文摘持久性有机污染物（POPs）是一类具有环境持久性、生物累积性、长距离迁移能力和高生物毒性的特殊污染物，它已成为全球化学品污染控制的重点对象和全球性环境问题的关注焦点。目前我国POPs的污染问题非常严重，对POPs进行连续、快速、在线监测已成为了加快其污染治理的迫切要求。因此，实现对苯并芘的快速检测显得尤为重要。本论文采用Mihcael加成和酰胺化缩合反应合成G2.0酰胺-胺树枝状聚合物，通过红外、核磁、热重分析，研究其结构特点，结果表明，G2.0 PAMAM每一分子带有16个氨基，通过戊二醛使其偶联电极表面的聚三联噻吩导电膜，氨基的数目得到放大，这样就可以固定更多的免疫分子；在标记步骤中
12、，采用多标记二抗复合物代替单标记的二抗与抗体结合，以高的HRP/二抗比例与纳米材料偶联，在一个抗体标记多个HRP酶，进行信号放大。由三联噻吩电聚合、PAMAM放大、固定抗原三步制得免疫传感器探针，通过免疫竞争反应、二抗复合物标记、酶促反应实现生物信号到电信号的转化，在放大信号的基础上实现了对低含量苯并芘的快速检测。 作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励相关研究工作发表在：1. Yingju Liu*, Zehao Yang, Yuanwen Zhong. Construction of europium hexacyanoferrate film and its ele
13、ctrocatalytic activity to tyrosine determination. Applied Surface Science, 2010, 256: 3148-3154. (IF 1.616, SCI收录)2. 钟苑雯, 林谋宏, 周洁丹, 刘英菊*. 铁氰化镨修饰的电化学传感器的研制及其对半胱氨酸的测定. 分析化学, 2010, 38(2): 229-232. (SCI收录)3. Chunping Wang, Jiedan Zhou, Yibin Huang, Genquan Liang, Yingju Liu*, Hongtao Lei. Portable Benzo
14、apyrene Immunosensor Based on the Polyanline Nanofiber Modified Screen-printed Electrode. 2010 Advanced Polymer Processing (Qingdao) International Forum, 2010,11. (EI 收录)4. Mouhong Lin, Yingju Liu*, Chuanhe Liu, Zhuohong Yang, Yibin Huang. Sensitive immunosensor for benzoapyrene detection based on dual amplification strategy of PAMAM dendrimer and amino-modified methylene blue/SiO2 core-shell nanoparticles. Biosensor & Bioelectronics, 2011, in press. (IF 5.429, S
