论文部分内容阅读
电化学分析技术的超高灵敏度、超快响应速度及宽泛的检测范围的特点使其成为如今广受关注的分析技术之一。但是要想实现直接应用于实际复杂生物体系中，仍存在着很大的挑战。本论文以新型的抗污染材料为基础，通过不同的方法成功构建出不同的电化学生物传感器，并利用各种表征手段系统地研究了传感器界面的抗污染性能。最后通过电化学分析方法对各种低污染生物传感器对肺部疾病的分析检测能力进行了探索。本论文的主要研究内容概括如下：
（1）利用NH2-MIL-53（Al）大孔径及超大比表面的特性，通过物理吸附将小分子G4联体（G4-Hemin）嵌入，从而构建出新型的金属有机框架（MOF）酶（G4-Hemin@MOF）。然后在H2O2存在下详细研究了其催化TMB的反应的活性和稳定性。结果表明这种新酶的活性明显优于传统的Hemin或G4-Hemin，甚至比Hemin@MOF更强（G4-Hemin@MOF>G4-Hemin>Hemin@MOF>Hemin）。并且其稳定性良好，八天之后，其催化性能也仅只有13.8％的下降。基于该酶和聚乙烯亚胺（PEI）修饰的电极，我们成功设计了一种新颖的电化学信号放大策略，并应用于TB的超灵敏检测中。结果显示了10-18moL L-1到10-14moL L-1的良好线性响应范围和低检测限（0.33aM），这表明该新策略的实际应用前景。
（2）基于硫酸软骨素（CS）@MOF纳米颗粒，开发了一种低污染和快速检测结核病的可靠策略。首先通过物理吸附制备了具有优良抗污染性能的CS@MOF材料。然后通过Au-N键结合在金电极表面，并进行了一系列的抗污染性能测试。结果证明CS@MOF/AuNPs在抵抗生物污染方面具有很好的效果，特别是在100％山羊血清中。这种电极在浸泡100％山羊血清前后仅出现了8.48％的信号变化（差分脉冲伏安法，DPV）。此外该生物传感器的检测范围是10-16moL L-1至10-11moL L-1，最低检测限（LOD）为0.03fmoL L-1。这表明该电化学生物传感器在临床上具有广阔的应用前景诊断。
（3）将壳聚糖（CHI）与透明质酸（HA）分别修饰到电极表面构建了一种新型的抗污染界面，并对其抗污染性能进行了详细的研究，结果显示对单一蛋白溶液(OMP31、BP26和VirB5)具有优异的抗污染效果，其差分脉冲伏安法（DPV）的信号变化都在5%以内。随后将胭脂红酸与绵羊支原体肺炎的探针DNA共价融合制备出新型信标分子（CAs-MB）。最后利用该信标分子构建了电化学活性与非活性的电化学生物传感器。该传感器抗污效果好，灵敏度高。
（1）利用NH2-MIL-53（Al）大孔径及超大比表面的特性，通过物理吸附将小分子G4联体（G4-Hemin）嵌入，从而构建出新型的金属有机框架（MOF）酶（G4-Hemin@MOF）。然后在H2O2存在下详细研究了其催化TMB的反应的活性和稳定性。结果表明这种新酶的活性明显优于传统的Hemin或G4-Hemin，甚至比Hemin@MOF更强（G4-Hemin@MOF>G4-Hemin>Hemin@MOF>Hemin）。并且其稳定性良好，八天之后，其催化性能也仅只有13.8％的下降。基于该酶和聚乙烯亚胺（PEI）修饰的电极，我们成功设计了一种新颖的电化学信号放大策略，并应用于TB的超灵敏检测中。结果显示了10-18moL L-1到10-14moL L-1的良好线性响应范围和低检测限（0.33aM），这表明该新策略的实际应用前景。
（2）基于硫酸软骨素（CS）@MOF纳米颗粒，开发了一种低污染和快速检测结核病的可靠策略。首先通过物理吸附制备了具有优良抗污染性能的CS@MOF材料。然后通过Au-N键结合在金电极表面，并进行了一系列的抗污染性能测试。结果证明CS@MOF/AuNPs在抵抗生物污染方面具有很好的效果，特别是在100％山羊血清中。这种电极在浸泡100％山羊血清前后仅出现了8.48％的信号变化（差分脉冲伏安法，DPV）。此外该生物传感器的检测范围是10-16moL L-1至10-11moL L-1，最低检测限（LOD）为0.03fmoL L-1。这表明该电化学生物传感器在临床上具有广阔的应用前景诊断。
（3）将壳聚糖（CHI）与透明质酸（HA）分别修饰到电极表面构建了一种新型的抗污染界面，并对其抗污染性能进行了详细的研究，结果显示对单一蛋白溶液(OMP31、BP26和VirB5)具有优异的抗污染效果，其差分脉冲伏安法（DPV）的信号变化都在5%以内。随后将胭脂红酸与绵羊支原体肺炎的探针DNA共价融合制备出新型信标分子（CAs-MB）。最后利用该信标分子构建了电化学活性与非活性的电化学生物传感器。该传感器抗污效果好，灵敏度高。