● 摘要
利用电化学检测技术建立的电化学阵列传感器，具有易微型化、操作简便、功耗小、成本低、不受光程和样品浑浊度影响的特点，且与目前的机械加工技术相兼容，使其在生物芯片发展中显示出诱人的应用前景。电化学阵列免疫传感器将高通量的电化学阵列技术与高选择性的免疫分析相结合，在临床诊断、药物分析、食品安全及环境分析等领域的有巨大的应用潜力。目前对电化学阵列免疫传感器的研究虽取得了一定的进展，但仍然存在一系列问题，主要表现在样品的制备、探针合成、分子识别物质的固定、传感器的分析性能和数据的读取与分析等几个方面。
本论文的研究工作得到了国家自然科学基金“肿瘤标示物电化学微阵列传感器的研究，NO. 20805028”的资助。其长期的研究目标是建立多种简单、灵敏、可实现多种肿瘤标示物同时检测的电化学阵列免疫传感分析方法，研制有实用价值的纳米组装的电化学阵列免疫传感器。本论文的研究目的是探索阵列电极上的可寻址固定化方法，解决因阵列电极微型化引发的点样困难的问题；发展具有生物兼容性的新型纳米传感界面，建立灵敏的电化学免疫分析方法。
论文由引言和研究报告两部分组成。第一部分为引言，简单介绍免疫分析、免疫传感器以及阵列免疫传感器，着重阐述电化学阵列免疫传感器的制作、分类及纳米粒子在电化学阵列免疫传感器中的应用。第二部分为研究报告部分，由以下三部分组成：
一、基于电化学重氮盐法和单信号抗体的可寻址电化学阵列免疫传感器的研究。以癌胚抗原（CEA)和甲胎蛋白（AFP）为分析模型，HRP标记的抗体作为信号抗体，构置了基于电化学重氮盐法和单信号抗体的可寻址电化学阵列免疫传感器，建立了检测肿瘤标示物的计时电流新方法。研究发现，电流密度值与待测物浓度对数在0.1 ~ 50 ng/mL范围内成正比，检测限分别为0.03 ng/mL（CEA）和0.05 ng/mL（AFP）。用该法检测肝癌病人血样中的CEA和AFP，可获得与放射免疫法一致的结果。本工作仅使用一种信号抗体实现两种肿瘤标示物的同时检测，降低了标记成本；购置的阵列免疫传感器具有好的选择性、重现性和稳定性。
二、基于电化学重氮盐法和电化学点击反应的电化学免疫传感器的研究。以IgG抗体为分析模型，HRP标记的二抗为信号抗体，构置了基于电化学重氮盐法和电化学点击反应的电化学免疫传感器，建立了测定免疫球蛋白抗体的计时电流新方法。催化电流与IgG抗体浓度对数在0.1 ~10 ng/mL范围内呈良好的线性关系，检测限为0.03 ng/mL。探索了电化学点击反应的固定化方法的可寻址性。为实现抗原/抗体在阵列电极上的可寻址固定提供了新的思路，为后续工作提供一定的实验基础。
三、基于电化学点击反应的功能化碳纳米管组装的可寻址电化学阵列免疫传感器的研究。利用点击化学反应原理制得IgG功能化单臂碳纳米管（SWNTs），并对功能化SWNTs进行表征。以IgG功能化SWNTs修饰电极为传感平台，以羊抗人IgG为分析模型，与HRP标记的羊抗人IgG竞争电极上的抗原，考察此功能化传感界面的分析性能。结果说明功能化碳纳米管的引入提高了传感器的灵敏度。构置了基于电化学点击化学的功能化SWNTs组装的可寻址的电化学阵列免疫传感器，建立了同时检测AFP、CEA和异常凝血酶原（DCP）的计时电流新方法。电流密度值与待测物浓度在0.01 ~ 0.1 ng/mL范围内成正比，检测限分别为3 pg/mL（CEA）、5 pg/mL（AFP）和3 pg/mL（DCP）。此可寻址固定化方法简单、快速，改善了第一个工作的不足；构建的阵列免疫传感器灵敏度高、交叉干扰小。
本论文提出了电化学重氮盐法和电化学点击反应的两种可寻址电化学固定化方法；利用可寻址电化学固定化方法实现了不同物质在阵列电极上的可寻址固定；构建了两种可寻址电化学阵列免疫传感器，用于多种肿瘤标示物物的同时测定；利用碳纳米管的信号放大作用，建立灵敏、快速的免疫分析方法。为恶性肿瘤的早期诊断提供一些基础性参考资料。