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随着医学的进步,临床医学检验领域发展迅速。因此需要积极开发新技术,建立高灵敏度的生化检测平台以满足临床需求。相对于传统医学检验方法,电化学生物传感器体积小、检测速度快、灵敏度高、选择性好、操作简便。近年来纳米技术发展迅速,将电化学生物传感器与磁性纳米材料相结合构建的新型传感器在医疗诊断中发挥着独特作用。本文制备不同形貌的磁性α-Fe2O3/Fe3O4异质体纳米材料,对其进行表面改性,构筑磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au纳米复合材料,用于构建灵敏检测镍离子(Ni2+)和糖类抗原CA125(carbohydrate antigen 125,CA125)的电化学生物传感器。主要研究成果如下:(1)采用柠檬酸(CA)溶胶-凝胶法制备了磁性α-Fe2O3/Fe3O4异质体纳米颗粒,通过VSM和XRD揭示了反应条件和制备条件对α-Fe2O3/Fe3O4异质体纳米颗粒磁性能和物相组成的影响规律。在Fe3+与CA(Fe/CA)摩尔比为1:1.5、Fe3+浓度为0.33 mol/L、450℃煅烧2 h条件下,产物形貌为球形颗粒,其平均粒径为50.9 nm,饱和磁化强度为23.2 emu/g。采用柠檬酸三钠还原氯金酸对磁性α-Fe2O3/Fe3O4异质体纳米颗粒进行表面改性,成功构筑了磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米颗粒。当柠檬酸三钠与氯金酸(C6H5Na3O7/HAu Cl4)摩尔比为15:1时,磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米颗粒的饱和磁化强度为5.6 emu/g,异质体表面Au纳米颗粒的平均粒径为12.5 nm。(2)构建了基于磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米颗粒的电化学脱氧核酶传感器,用于灵敏检测Ni2+。磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米颗粒通过磁力固定在磁性玻碳电极(MGCE)表面,明显放大电流信号并成功固定脱氧核酶。该脱氧核酶能特异性识别Ni2+,导致底物链断裂产生电流变化,从而实现对Ni2+的灵敏检测。通过差分脉冲伏安法(DPV)得最佳实验参数为磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米颗粒浓度20 mg/m L,S1浓度10μM,杂交时间60 min,裂解反应时间80 min。结果表明,该传感器对Ni2+的检测范围为100 p M-10μM(R~2=0.9978),检测限低至55 p M。同时该传感器的特异性和稳定性良好,重现性的相对标准偏差(RSD)为4.03%。(3)采用水解法制备β-Fe OOH纳米棒作为前驱体,通过TEM揭示了Fe3+浓度和水解条件对β-Fe OOH纳米棒形貌和尺寸的影响规律。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂,通过高温煅烧将β-Fe OOH纳米棒转化为磁性α-Fe2O3/Fe3O4异质体纳米棒。在β-Fe OOH与PVP(β-Fe OOH/PVP)质量比为1:1,500℃煅烧1 h条件下,异质体纳米棒的饱和磁化强度为27.6 emu/g,壳层厚度为11 nm,平均直径为72 nm,平均长度为301 nm。通过聚乙烯亚胺(PEI)表面功能化形成α-Fe2O3/Fe3O4@PEI,进而通过硼氢化钠还原氯金酸形成纳米Au与α-Fe2O3/Fe3O4@PEI结合,成功构筑了磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米棒,其饱和磁化强度为20.8 emu/g。平均粒径为5 nm的Au纳米颗粒结合在α-Fe2O3/Fe3O4@PEI表面。(4)构建了基于磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米棒的电化学适配体传感器,用于灵敏检测CA125蛋白。以DNA-适配体杂交双链作检测探针,利用适配体与CA125之间强亲和力导致适配体离开电极表面,从而产生电流变化。磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米棒通过磁力组装到MGCE表面,成功固定检测探针并放大电流信号。采用DPV得最佳构建和检测条件:磁性α-Fe2O3/Fe3O4-Au复合纳米棒浓度8 mg/m L,DNA-适配体探针浓度8μM,DNA-适配体探针孵育时间3 h,CA125孵育时间1.5 h。在最优参数下,该电化学适配体传感器可以在5-125 U/m L(R~2=0.9975)范围内对CA125实现灵敏检测,其检测限为2.99U/m L。研究发现,该传感器具有良好的特异性和重现性(RSD为1.05%),在4℃贮存6天后仍能保留91.04%的初始电流信号。并且用该电化学适配体传感器检测稀释20倍的血清样本,回收率为85.24%-139.80%。