多功能無機納米復(fù)合物的制備及其在超靈敏電致化學發(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。在當今社會，癌癥、阿茲海默癥（老年癡呆癥）等病癥正嚴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發(fā)現(xiàn)病癥，錯過了最佳治療時間，最終留下終身的遺憾。為了減

2、少這種悲劇的上演，實現(xiàn)對癌癥以及阿茲海默癥的早期靈敏檢測成為研究人員研究的一個熱點。本文將納米材料、電致化學發(fā)光技術(shù)（ECL）與生物傳感技術(shù)相結(jié)合，通過構(gòu)建高靈敏電致化學發(fā)光生物傳感器實現(xiàn)了對癌癥和阿茲海默癥的生物標志物的低濃度檢測，檢測結(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)實意義。電致化學發(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，在生物和化學檢測領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。在傳感器的構(gòu)

3、建過程中引入具有較大比表面積和獨特催化性質(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。基于這一研究目的，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)建了幾種用于檢測癌癥標志物以及阿茲海默癥標志物的電致化學發(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人黏蛋白-1的電致化學發(fā)光免疫傳感器中的應(yīng)用研究
　　本文將電致化學發(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 MUC1的夾心型電致化學發(fā)光免疫傳感器。Lu-AuNPs@Fe3O4具有十分優(yōu)良的導(dǎo)電能力和過氧化氫催化能力，在魯米諾-過氧化氫電致化學發(fā)光體系中能夠極大地促進魯米諾的發(fā)光信號。同時，磁性 Fe3O4納米顆粒方便磁性分離，極大簡化了實驗步驟。此外，無毒的金包氧化鋅納米顆粒（AuNPs@ZnO）作為M

5、UC1一抗載體對過氧化氫的分解也具有較強的催化能力，能夠與Lu-AuNPs@Fe3O4共同促進魯米諾的發(fā)光，有效提高ECL信號強度，從而實現(xiàn)對癌癥目標物MUC1的檢測。
　　2.增強魯米諾發(fā)光的鈰摻雜氧化鋅納米花的制備及其在用于檢測β-淀粉樣蛋白的電致化學發(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發(fā)光試劑，通過酰胺化反應(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納米材料對過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，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，進一步提升了Ce:ZONFs-Lum的電催化性能，極大地促進了魯米諾的電致化學發(fā)光。與之前體系中魯米諾通過靜電吸附以及Au-N鍵固載到AuNPs表面不同，Ce:ZONFs表面通過酰胺鍵能夠更多更穩(wěn)定的固載魯米諾分

7、子，使整個傳感體系的發(fā)光效率和穩(wěn)定性方面都有一個較大的提高。
　　3.釕配合物修飾的DNA納米材料的制備及其在用于檢測microRNA141的自增強型電致化學發(fā)光生物傳感器中的應(yīng)用研究
　　人體身患癌癥時不僅僅能引起某些特殊蛋白含量的異常表達，癌癥的發(fā)生還會導(dǎo)致某些DNA或者RNA的表達異常。于是對一些特定的DNA或者RNA進行檢測也能夠?qū)崿F(xiàn)對癌癥早期的有效診斷。本文以miRNA141為目標物構(gòu)建了基于釕配合物發(fā)光的自增強型

8、電致化學發(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)”釕通過靜電作用嵌入到網(wǎng)狀 DNA中（Ru@DNA-PEI@SiO2），獲得一個自增強型電致化學發(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的發(fā)光效率；同時PEI作為“分子開關(guān)”釕的共反應(yīng)試劑在同一界面進一步地促進了釕的電致化學發(fā)光。當目標物miRNA1