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《重庆医科大学》 2019年
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新型AuPt-MB纳米棒与MOFs杂化石墨烯纳米带的合成及在心血管疾病分子检测中的应用研究

唐志勇  
【摘要】:近年来,纳米材料因具有较大的比表面积、独特的表面活性、良好的生物相容性、pH敏感性以及特有的光热效应等显著优点,在医学、生命科学、药物递送、环境检测、食品安全检查以及生物分析等领域成为被广泛研究的热点之一。同时随着纳米技术的迅速发展和多形态多功能的新型纳米材料不断涌现,使得纳米材料在生物医学领域具有更好的应用前景。基于纳米材料的以上优势,在本研究中,我们采用较简单的一锅法首次合成一种新型具有氧化还原活性的金铂-亚甲蓝(AuPt-MB)纳米棒;同时结合氮掺杂石墨烯纳米带(N-GNRs)、铁-金属有机框架(Fe-MOFs)和金纳米颗粒(AuNPs)的优势,首次制备得到铁-金属有机框架和金纳米颗粒修饰的氮掺杂石墨烯纳米带(N-GNRs-Fe-MOFs@AuNPs)纳米复合材料。并对这两种新型纳米材料在生物医学领域的应用做了初步探索。其中,亚甲蓝(MB)作为一种新兴电子媒介体具有优异的电化学活性,其以电聚合物形态常用于生物分析、DNA检测以及信号传导等应用研究。但是,电聚合亚甲蓝的不均匀的形态,而使其在更广泛的应用研究中受到限制。在本研究中,将氯金酸(HAuCl_4)和氯铂酸(H_2PtCl_6)等贵金属盐与MB混合反应得到的AuPt-MB不仅具有均匀的纳米棒形态,而且因AuPt双金属纳米材料的引入使其具有更优异的生物相容性以便进一步与各种生物分子以及蛋白标志物相结合,以实现其在临床生物标志物、药效评价以及药物治疗疗效监测分析等领域的应用价值。金属有机框架(MOFs)作为一种沸石状结晶多孔材料具有很好的稳定性、吸附性和较大的比表面积。可以通过Au-N化学键在其表面修饰固载大量的金纳米颗粒(AuNPs)以提高其电化学活性和生物分子相容性,并且通过Au和-NH2基团之间的强相互作用可以与各种生物分子以及临床生物蛋白标志物相结合,使其在生物医学领域具有更广泛的应用价值。将具有卓越导电性能、稳定性和较强吸附性的氮掺杂石墨烯纳米带(N-GNRs)与Fe-MOFs@AuNPs杂合可以进一步提高N-GNRs-Fe-MOFs@AuNPs纳米复合物的电子传递效率及稳定性。最后,为了进一步验证这两种新型纳米材料的卓越性能以及初步探索其在生物医学领域的应用。我们基于AuPt-MB作为新型氧化还原纳米信号探针联合N-GNRs-Fe-MOFs@AuNPs纳米复合物修饰电极作为传感器构件,设计了特异性检测半乳糖凝集素-3(Gal-3)的夹心式免疫生物传感器,以实现对Gal-3的快速、简便和高灵敏的特异性检测。在最优化的实验条件下,该免疫生物传感器在100 fg mL~(-1)~50 ng mL~(-1)的浓度范围内呈现良好的线性响应,最低检测限为33.33 fg mL~(-1)(S/N=3)。此外,该生物传感器对目标物Gal-3显示出良好的特异性,重复性和稳定性。其在人体血液样品分析中令人满意的检测结果,显示出其在临床生物标志物、药效评价以及药物治疗疗效监测分析等生物医学领域的潜在应用前景。
【学位授予单位】:重庆医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TB383.1;R54;R446.6

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