酶联免疫吸附分析法(ELISA)是一种非常重要的检测方法。但是,传统ELISA中酶标抗体的制备过程不仅繁琐、耗时,酶活性易损失、酶标量低,导致检测灵敏度低。因此,开发一种能稳定且高效负载酶的固体载体,用于ELISA的酶标记则尤为重要。癌症生物标志物是一种能被客观测量和评价的物质,可作为癌症病理或治疗过程中的生化指标,监测疾病的发展、消退和复发。目前,ELISA方法是检测癌症生物标志物常用的临床方法。随着纳米技术的发展,纳米材料成功与ELISA结合,广泛用于放大检测信号、提高灵敏度和准确度。金属有机框架材料(MOFs)因具有超高的比表面积、孔隙度、稳定性及可调的尺寸等,而成为最有前景的材料之一。催化是MOFs各种应用中最引人注目和发展最快的领域之一,催化活性位点来源主要有:一是由金属节点和/或MOFs有机配体直接提供活性位点来催化反应;二是将催化活性的客体物质引入MOFs的孔中,形成MOFs基复合催化剂。本论文利用合成的MOFs孔固定酶(即辣根过氧化物酶,HRP,ELISA中常用的标记物),建立了一种基于纳米MOFs固定HRP的ELISA,并用于检测癌症生物标志物(即前列腺特异抗原,PSA)。另外,我们也利用具有过氧化物酶活性的MOFs,建立了一种简单检测硫离子(S2-)的方法。游离S2-广泛存在于天然水样和废水中,是一种非常重要的水污染指标,其强烈地干扰许多生物过程,即使在微摩尔浓度下,它们也可能对许多水生生物产生毒性,,而检测S2-的方法通常需要复杂的仪器及专业的操作。论文主要由以下四部分组成:第一章,绪论部分。首先,通过介绍目前的癌症现状及趋势,指出癌症生物标志物对检测及监测癌症的方法和挑战,特别是常用于检测生物标志物的ELISA方法,并介绍了 ELISA的原理、检测方法类别及应用。其次,概述了 MOFs的特点、合成方法、应用及展望,说明了 MOFs广泛的应用前景,特别是催化应用。再次,介绍了固定化酶的意义,固定化酶方法、载体,尤其说明了 MOFs固定化酶的应用。最后,提出了本论文的研究目的、思路及内容。第二章,首先,根据文献报道的溶剂热法,合成了具有超大分子笼、高孔隙度及稳定性,但尺寸有几微米的PCN-333。为了进一步合成适用于ELISA实验的PCN-333(尺寸小于300 nm),采用自下而上的方法对PCN-333的尺寸进行优化,包括三种方式:稀释体系、加PVP稀释体系以及微滴反应合成。其中,加PVP40000稀释体系可合成出粒径约270 nm、形貌均一、单分散性好的PCN-333(A1)。通过微滴反应,控制PCN-333的成核速度及生长速度,可合成出均匀、单分散性好的纳米级PCN-333(Fe)。其次,利用合成的PCN-333固定HRP,不仅能将HRP稳定固定化,而且在低浓度、长时间下保存,固定化的HRP依然维持高活性。HRP@PCN-333(A1)催化 TMB-H2O2 的 Vm 为 2.2O×1O-5 mM/s,Kcat2.20×1 O4 min-1,稍低于游离的 HRP 催化 TMB-H2O2 的 Vm(2.03×104 mM/s)及Kcat(1.42×105 min-1),固定化HRP催化活性并没有受到明显影响,依然维持较高的催化效率。第三章,建立了基于HRP@PCN-333的夹心ELISA 比色法检测PSA。以HRP@PCN-333作为标签与二抗结合形成酶标记抗体复合物,其催化TMB底物溶液反应,实现颜色信号放大来检测PSA。酶标记抗体复合物能保持较高的催化效率,Vm为4.84×10-5 mM/s,Kcat为4.84×104 min-1。该法检测PSA的结果显示,线性范围15～165 pg/mL,变异系数(n=5)均小于9.5%,重现性较好,检测限为6 pg/mL,说明了该法检测PSA的可行性。另外,加标实验结果进一步说明了该法的可靠性。本工作的主要特点为:酶标量显著增加、酶的稳定性和利用率提高、酶标抗体制备过程简单、成低本。这些说明了这项工作在临床条件下检测疾病标志物的潜在应用。第四章,建立了一种基于类过氧化物酶PCN-222(Fe)的比色法测定S2-。在H202存在下,类过氧化物酶PCN-222(Fe)能催化氧化TMB转化为OxTMB,同时S2-会将OxTMB还原为TMB,且S2-与PCN-222(Fe)中的Fe3+作用降低了 PCN-222(Fe)的催化活性,抑制TMB氧化。该法检测S2-的线性范围及检测限分别为0.02～0.5 mM,13.9 μM。另外此法对检测S2-具有一定的选择性和可靠性,则结合PCN-222(Fe)与S2-的特性,能简单灵敏的检测S2-。