【摘要】：金屬有機骨架(MOFs)因其多孔性及大的比表面積、結(jié)構(gòu)和功能的多樣性和富含不飽和金屬位點被廣泛關(guān)注與應(yīng)用。通過改變化學(xué)成分實現(xiàn)功能調(diào)節(jié),使得MOF有序的結(jié)晶孔結(jié)構(gòu)中具有更多的活性位點及多通道性質(zhì),使分子更易擴散,目前被廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域。電化學(xué)發(fā)光(ECL)是一種新型分析技術(shù),其線性范圍寬且背景低,又由于檢測速度快、靈敏度高、成本低,成為體外診斷和檢測的重要方法。納米材料(如碳納米管及金屬納米粒子等)具有高的比表面積及良好的導(dǎo)電性,在生物傳感器中常被用來作為信號放大平臺。利用魯米諾還原的金銀納米粒子能夠增強ECL發(fā)光,常用于生物分子的檢測。本論文采用有機金屬骨架增強電化學(xué)發(fā)光并通過免標記法構(gòu)建傳感器實現(xiàn)對蛋白的檢測。本文制備了鈷鎳超薄MOF納米片(Co/Ni MOF)和鈷基十二面體MOF(ZIF-67)兩種材料,分別與魯米諾還原的銀納米粒子復(fù)合,利用其較高的電化學(xué)發(fā)光性能構(gòu)建免標記傳感器。通過ECL的信號變化來實現(xiàn)α-甲胎蛋白(AFP)及心肌肌鈣蛋白I(cTnI)的快速檢測。具體內(nèi)容如下:(1)鈷鎳超薄MOF納米片增強電化學(xué)發(fā)光并用于檢測AFP本文合成了一種鈷鎳超薄MOF納米片,將其與魯米諾還原的Ag納米粒子混合后檢測電化學(xué)發(fā)光。比較了魯米諾還原的Ag納米粒子體系中鈷鎳MOF納米片和溶液中含有對應(yīng)濃度鈷離子及鎳離子的ECL,發(fā)現(xiàn)這種片層結(jié)構(gòu)由于其大的比表面積,相比含鈷鎳離子的電化學(xué)發(fā)光有很大的提高。這很好地證明了該有機金屬骨架對電化學(xué)發(fā)光的增強作用。通過構(gòu)建無標記的免疫傳感器,將該體系用于檢測腫瘤標記物α-甲胎蛋白(AFP),發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出良好的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。這表明MOF結(jié)構(gòu)能夠很好地應(yīng)用在電化學(xué)發(fā)光領(lǐng)域并具有廣闊的應(yīng)用前景。(2)鈷基MOF增強電化學(xué)發(fā)光并用于檢測cTnI在本實驗的設(shè)計中,選用一種富含Co~(2+)的金屬有機骨架(ZIF-67),將其作為納米載體復(fù)合魯米諾還原的Ag納米粒子形成魯米諾-AgNPs@ZIF-67。通過TEM、SEM、XPS等表征證明魯米諾-AgNPs成功負載在ZIF-67表面。這種復(fù)合物相比單獨的魯米諾-AgNPs體系發(fā)光強度提高了兩個數(shù)量級,表現(xiàn)出較高的ECL性能。通過對比形貌相似的含鋅基MOF(ZIF-8),發(fā)現(xiàn)Co離子和MOF的中空骨架結(jié)構(gòu)協(xié)同增強了ECL。將魯米諾-AgNPs@ZIF-67納米復(fù)合材料通過抗原抗體特異性結(jié)合構(gòu)建無標記的自組裝免疫傳感器檢測心肌梗死的主要標志物心肌肌鈣蛋白I,具體研究了傳感方法的機制、選擇性、靈敏度、穩(wěn)定性以及重復(fù)性,發(fā)現(xiàn)該體系具有良好的應(yīng)用前景。這種MOF與魯米諾-AgNPs體系結(jié)合的電化學(xué)發(fā)光策略將可以擴展用于檢測其他生物標志物。
【圖文】：

圖 1-1 魯米諾電化學(xué)發(fā)光原理圖1.3.3 魯米諾電化學(xué)發(fā)光的應(yīng)用近年來，有很多關(guān)于合成魯米諾與功能材料整合成納米復(fù)合材料用于電化學(xué)發(fā)光的報道。有課題組合成了魯米諾-氮摻雜石墨烯量子點（魯米諾-NGQDs）納米復(fù)合材料，利用魯米諾作為供體，氮摻雜石墨烯量子點作為受體，在復(fù)合物中發(fā)生電化學(xué)發(fā)光-能量共振轉(zhuǎn)移的過程。這種電化學(xué)發(fā)光-能量共振轉(zhuǎn)移效應(yīng)使得魯米諾-NGQDs 納米復(fù)合材料產(chǎn)生了一種沒有共反應(yīng)物的陽極 ECL 信號[28]；還有工作報道了石墨烯修飾在電極上的魯米諾陰極 ECL 行為，，基于功能化石墨烯和酶抗體復(fù)合的金納米棒作為傳感器平臺得到的強而穩(wěn)定的 ECL 信號構(gòu)建了夾心型免疫傳感器，用于癌癥生物標志物的敏感電化學(xué)發(fā)光檢測[29]；有實驗中將魯米諾摻雜的 SiO2納米顆粒固定在電極表面，基于其對魯米諾電化學(xué)發(fā)光的增強作用構(gòu)建了電化學(xué)發(fā)光傳感器用于測定聯(lián)苯三酚；或?qū)Ⅳ斆字Z摻雜的SiO2納米粒子作為 ECL 標記物修飾在電極表面用于探測單鏈 DNA（ssDNA）

用于AFP檢測的無標記免疫傳感器構(gòu)建示意圖
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212;O657

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本文編號：2657425