基于新型金属有机配位聚合物的肿瘤标志物及小分子的电化学检测

摘要

近年来，对恶性肿瘤的早期检测成为研究的热门问题，传统的技术在恶性肿瘤早期检测上存在一定的困难。核酸适配体是一种能够靶向结合各种肿瘤标志物，其不仅具有高的特异性识别的能力，还具有高的亲和力以及修饰简单、靶目标物丰富、易于合成等诸多优点，从而提供了一种理想的肿瘤靶向识别分子。与此同时，金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)配合物是通过金属离子或者金属簇与有机配体之间通过配位键连接形成周期性的、无限网络的聚合物多孔结构。由于MOFs材料具有多孔结构、孔隙易于调节、易于功能化、以及特殊的光磁电性能等诸多优点，使得其显示出比传统的纯无机材料和纯有机物质更加丰富和优异的物化性能，使其在气体的储存与分离、光电化学传感器、催化剂等方面都具有很可观的前景。基于此，本论文以发展新型恶性肿瘤早期检测方法为目标，通过金属有机聚合物结合核酸适配体作为新型肿瘤靶向识别分子，并过电化学生物传感器来放大信号，达到检测肿瘤标志物效果。并将合成的功能性MOFs应用于过氧化氢(H2O2)，抗坏血酸(AA)等小分子的检测，具体包括以下几个部分的内容。
　　(1)以硫堇类有机物硫堇(Thi)和1，8蒽二羧酸二甲酯(Dada)为配体，以过渡金属铜和钴为配位中心，合成两种新型的金属有机聚合物Cu-Dada以及Co-Thi。并确定分子式。并将Cu-Dada以及Co-Thi和Sgc8c结合生成Cu-Dada-Sgc8c以及Co-Thi-Sgc8c。
　　(2)Cu-Dada-Sgc8c以及Co-Thi-Sgc8c构建电化学生物传感器检测肿瘤标志物蛋白络氨酸激酶(PTK7K)，实验结果表明Cu-Dada-Sgc8c检测PTK7K的线性范围为6.25×10-7-3.75×10-6mg mL-1，检出限为1.5×10-8mg mL-1，灵敏度为3.87mA mL mg-1cm-2。Co-Thi-Sgc8c检测PTK7K线性范围1.25×10-5-2×10-4mg mL-1，检出限为1.67×10-6mg mL-1，灵敏度为1.66mA mL mg-1cm-2。
　　(3)Cu-Dada构建电化学传感器催化过氧化氢、抗坏血酸、亚硝酸盐。实验结果表明，Cu-Dada/GCE检测过氧化氢的线性范围为5×10-7-2.6×10-3M，灵敏度为199.6mA mol-1L cm-2，最低检出限为2.6×10-7M。利用碳纳米管改性后，制成Cu-Dada/MWCNTs/GCE，该传感器的线性范围为5×10-7-1.8×10-1M，该传感器的灵敏度为424.3mA mol-1L cm-2，最低检出限为2.4×10-8M。Cu-Dada/GCE检测抗坏血酸的线性范围为1.6×10-5-2.2×10-3M(R=0.997)，灵敏度为37.5mA mol-1L cm-2，最低检出限为1.37×10-6M。Cu-Dada/GCE检测亚硝酸钠的线性范围为5×10-5-1.2×10-1M，该传感器的灵敏度为2.1mA mol-1L cm-2，最低检出限为1.6×10-5M。当掺杂碳纳米管改性制成Cu-Dada/MWCNTs/GCE后，性能有所提高，线性范围为5×10-5-9.8×10-3M，该传感器的灵敏度为76mA mol-1L cm-2，最低检出限为7.3×10-6M。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1．1 气体的储存与分离

1．1．2 催化剂

1．1．3 化学传感器

1．1．4 药物载体

1．2 电化学传感器简介

1．3 适配体的概念和特点

1．4 肿瘤检测的重要性及肿瘤标志物

1．5 肿瘤标志物的检测

1．6 PTK7K的重要牲

1．7 碳纳米管(CNT)在电化学传感器中的应用

1．8 过氧化氢、亚硝酸盐、抗坏血酸的检测

1．9 本论文的指导思想

第2章 Co-Thi以及Cu-Dada的合成、表征及生物电传感应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂以及仪器装置

2．2．2 MOFs的合成以及与适配体结合

2．2．3 MOF-Sgc8c／GCE电极的制备

2．3 结果与讨论

2．3．1 MOFs的制备与表征

2．3．2 Cu-Dada-Sgc8c和Co-Thi-Sgc8c的表征

2．4．1 Cu-Dada-sgc8c／GCE构建电化学传感器

2．4．2 Co-Thi-Sgc8c／GCE构建电化学传感器

2．5 小结

第3章 基于Cu-Dada构建电化学传感器检测小分子

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂与仪器装置

3．2．2 Cu-Dada／GCE和／Cu-DadaMWCNTs／GCE的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 Cu-Dada的电化学性质以及其性质的改善

3．3．2 Cu-Dada以及其改善后检测H2O2

3．3．3 Cu-Dada检测抗坏血酸

3．3．4 Cu-Dada及其改善后检测亚硝酸钠

3．4 小结

第4章 结论与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢