【摘 要】
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MOFs衍生的金属氧化物材料已在气体存储,药物传递,能量转换,催化作用和化学传感等领域引起了广泛关注。以MOFs作为新模板可通过直接煅烧形成双金属或中空金属氧化物,制备方法简单高效,同时该多孔金属氧化物材料具有高孔隙率、高催化活性、良好的生物相容性和响应稳定性。本文以MOFs衍生的双金属或中空金属氧化物为载体,制备高性能的纳米杂化材料。由于纳米杂化材料的模拟酶活性,可借助电化学、紫外等分析方法实现
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MOFs衍生的金属氧化物材料已在气体存储,药物传递,能量转换,催化作用和化学传感等领域引起了广泛关注。以MOFs作为新模板可通过直接煅烧形成双金属或中空金属氧化物,制备方法简单高效,同时该多孔金属氧化物材料具有高孔隙率、高催化活性、良好的生物相容性和响应稳定性。本文以MOFs衍生的双金属或中空金属氧化物为载体,制备高性能的纳米杂化材料。由于纳米杂化材料的模拟酶活性,可借助电化学、紫外等分析方法实现对多类目标物的便捷、灵敏检测。此策略为多功能纳米材料的设计制备及其在生物分析等领域的应用提供了新思路新方法。本文基于MOFs衍生的多孔金属氧化物材料构建人工酶级联系统和比色及电化学生物传感器,主要研究内容如下:一、基于MOFs衍生双金属氧化物的酶级联平台用于谷胱甘肽及葡萄糖的比色检测以双金属Co Mn-MOF-74为前驱体,将其在300°C的空气氛围中煅烧使其热分解为相应的双金属氧化物Mn Co2O4。与单金属氧化物相比,双金属氧化物具有多级孔,高稳定性和高催化活性。以Mn Co2O4为载体,将铂纳米颗粒引入到Mn Co2O4表面,形成相应的BSA-Pt NP/Mn Co2O4纳米复合材料。我们以其为基础构建了高性能有组织的人工酶级联平台。BSA-Pt NP/Mn Co2O4纳米复合材料具有类氧化酶和类过氧化物酶的活性,一方面,它可以直接催化TMB变色,用于比色检测谷胱甘肽;另一方面,它可在H2O2存在下催化TMB变色,用于比色检测H2O2。此外,BSA-Pt NP/Mn Co2O4纳米复合材料可以稳定固定葡萄糖氧化酶,实现对葡萄糖可视化检测。二、基于Pt NP/Co3O4中空多面体纳米酶的双通道均相生物传感器用于前列腺特异性抗原的检测以Co-MOF为基础,通过水热法制备中空结构的Co-MOF-74,以Co-MOF-74为新模板通过高温煅烧使其热分解为中空金属氧化物Co3O4,与其他金属氧化物相比,中空金属氧化物Co3O4具有较大的表面积、较高的孔隙率和催化活性、良好的生物相容性和响应稳定性。将Pt NP与Co3O4复合,形成相应的中空纳米多面体复合材料Pt NP/Co3O4。将前列腺特异性抗原（PSA）的两条适体链分别修饰在磁珠和中空纳米多面体复合材料Pt NP/Co3O4的表面用作分离探针和信号探针,当与目标物质PSA一起孵育时,适体特异性识别PSA,在均相溶液中形成三明治夹心结构,通过磁珠的磁效应将夹层结构从混合物中分离出来,催化H2O2和TMB之间的氧化还原反应,同时在均相溶液中产生定量的电化学和比色反应。
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