多功能無(wú)機(jī)納米復(fù)合物的制備及其在超靈敏電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器中的應(yīng)用研究.pdf

1、納米材料因在三維空間具有獨(dú)特的納米尺寸，從而使其具備一些宏觀材料所不具備的物理或者化學(xué)性質(zhì)，例如表面與界面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等，這些獨(dú)特的性質(zhì)使得納米材料在電催化及生物傳感領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，具有極大的應(yīng)用前景。在當(dāng)今社會(huì)，癌癥、阿茲海默癥（老年癡呆癥）等病癥正嚴(yán)重威脅著人們的身體健康，影響著人們的生活質(zhì)量。許多的癌癥患者和阿茲海默癥患者在患病早期由于未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)病癥，錯(cuò)過(guò)了最佳治療時(shí)間，最終留下終身的遺憾。為了減

2、少這種悲劇的上演，實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥以及阿茲海默癥的早期靈敏檢測(cè)成為研究人員研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文將納米材料、電致化學(xué)發(fā)光技術(shù)（ECL）與生物傳感技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)構(gòu)建高靈敏電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)癌癥和阿茲海默癥的生物標(biāo)志物的低濃度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為癌癥以及阿茲海默癥的早期診斷提供了有效的數(shù)據(jù)參考，具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器本身具有高的靈敏度，好的選擇性，以及低的背景信號(hào)，在生物和化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。在傳感器的構(gòu)

3、建過(guò)程中引入具有較大比表面積和獨(dú)特催化性質(zhì)的納米材料能夠有效改善傳感器的性能，提高傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性?；谶@一研究目的，本文制備了多種具有優(yōu)異電催化能力的新型納米材料，并以此為載體構(gòu)建了幾種用于檢測(cè)癌癥標(biāo)志物以及阿茲海默癥標(biāo)志物的電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器，具體研究結(jié)果如下：
　　1.魯米諾功能化的金包四氧化三鐵納米顆粒的制備及其在用于檢測(cè)人黏蛋白-1的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器中的應(yīng)用研究
　　本文將電致化學(xué)發(fā)光物質(zhì)魯米諾固載

4、到納米材料表面，制備了魯米諾功能化的金包四氧化三鐵納米材料（Lu-AuNPs@Fe3O4）作為MUC1二抗蛋白質(zhì)納米載體，構(gòu)建了高靈敏檢測(cè) MUC1的夾心型電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。Lu-AuNPs@Fe3O4具有十分優(yōu)良的導(dǎo)電能力和過(guò)氧化氫催化能力，在魯米諾-過(guò)氧化氫電致化學(xué)發(fā)光體系中能夠極大地促進(jìn)魯米諾的發(fā)光信號(hào)。同時(shí)，磁性 Fe3O4納米顆粒方便磁性分離，極大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟。此外，無(wú)毒的金包氧化鋅納米顆粒（AuNPs@ZnO）作為M

5、UC1一抗載體對(duì)過(guò)氧化氫的分解也具有較強(qiáng)的催化能力，能夠與Lu-AuNPs@Fe3O4共同促進(jìn)魯米諾的發(fā)光，有效提高ECL信號(hào)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥目標(biāo)物MUC1的檢測(cè)。
　　2.增強(qiáng)魯米諾發(fā)光的鈰摻雜氧化鋅納米花的制備及其在用于檢測(cè)β-淀粉樣蛋白的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器中的應(yīng)用研究
　　本文選用魯米諾為電致化學(xué)發(fā)光試劑，通過(guò)酰胺化反應(yīng)將魯米諾固載到鈰摻雜氧化鋅納米花（Ce:ZONFs）表面，制備了新型發(fā)光材料 Ce:ZONF

6、s-Lum。Ce:ZONFs-Lum納米材料對(duì)過(guò)氧化氫具有極好的催化作用，該材料中存在大量Ce3+/Ce4+離子對(duì)，Ce3+和 Ce4+之間可以發(fā)生快速可逆的氧化還原反應(yīng)，有效提高了Ce:ZONFs-Lum材料中電子的轉(zhuǎn)移速率，進(jìn)一步提升了Ce:ZONFs-Lum的電催化性能，極大地促進(jìn)了魯米諾的電致化學(xué)發(fā)光。與之前體系中魯米諾通過(guò)靜電吸附以及Au-N鍵固載到AuNPs表面不同，Ce:ZONFs表面通過(guò)酰胺鍵能夠更多更穩(wěn)定的固載魯米諾分

7、子，使整個(gè)傳感體系的發(fā)光效率和穩(wěn)定性方面都有一個(gè)較大的提高。
　　3.釕配合物修飾的DNA納米材料的制備及其在用于檢測(cè)microRNA141的自增強(qiáng)型電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器中的應(yīng)用研究
　　人體身患癌癥時(shí)不僅僅能引起某些特殊蛋白含量的異常表達(dá)，癌癥的發(fā)生還會(huì)導(dǎo)致某些DNA或者RNA的表達(dá)異常。于是對(duì)一些特定的DNA或者RNA進(jìn)行檢測(cè)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)癌癥早期的有效診斷。本文以miRNA141為目標(biāo)物構(gòu)建了基于釕配合物發(fā)光的自增強(qiáng)型

8、電致化學(xué)發(fā)光 DNA傳感器。首先在聚乙烯亞胺修飾的二氧化硅納米顆粒（PEI-SiO2）表面進(jìn)行DNA自組裝反應(yīng)形成網(wǎng)狀的DNA結(jié)構(gòu)，大量的發(fā)光試劑“分子開關(guān)”釕通過(guò)靜電作用嵌入到網(wǎng)狀 DNA中（Ru@DNA-PEI@SiO2），獲得一個(gè)自增強(qiáng)型電致化學(xué)發(fā)光納米材料。嵌入到DNA雙鏈中的“分子開關(guān)”釕與在水溶液中的釕相比有較強(qiáng)的發(fā)光效率；同時(shí)PEI作為“分子開關(guān)”釕的共反應(yīng)試劑在同一界面進(jìn)一步地促進(jìn)了釕的電致化學(xué)發(fā)光。當(dāng)目標(biāo)物miRNA1