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血清碱性磷酸酶(ALP)是与前列腺癌、骨骼、肝功能障碍、糖尿病等多种疾病密切相关的重要生物标志物。它还是一种功能酶,能够将对应底物去磷酸化,即通过水解磷酸酯键将底物分子上的磷酸基团转换为磷酸根离子和羟基。血清甲胎蛋白(AFP)是诊断原发性肝癌的特异性血清标志物。由于这些肿瘤标志物的具有重要医学意义,开发快速、灵敏的AFP检测方法具有重要意义。荧光素是一种高效的小分子模拟酶,在可见光下可以迅速的催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化,发生显色反应。本文通过改变荧光素的官能团、合成配合物纳米颗粒(CNPs)以及构建金属有机框架免疫复合物等策略调控荧光素的光催化酶活性,实现了血清中ALP和AFP的检测。该方法检测线性范围广、特异性好、仪器设备简单,为临床医学提供了前景。此外,该方法不仅证明了荧光素光催化活性与其分子结构密切相关,某些金属离子(如Cu2+)能够抑制其酶活性。揭示Cu2+抑制荧光素模拟酶活性的机理为酶活性抑制剂的筛选提供了思路。研究内容有以下几个方面:(1)基于荧光素的光诱导氧化酶活性比色检测ALP和AFP本文选取荧光素二磷酸酯四铵盐(FDP)作为ALP的底物探针。ALP催化低模拟酶活性的FDP水解生成具有高酶活性的荧光素,在可见光照射下催化TMB氧化生成蓝色的oxTMB,发生显色反应。在最佳反应条件下,反应后的溶液在652 nm处的吸光度与ALP活性呈线性关系,并具有较好的灵敏度和选择性。基于此构建了比色检测人体血清ALP活性的方法。ALP除了作为一种疾病标志物外,还可作为标记酶用于酶联免疫吸附法中。该方法将ALP标记在AFP抗体上,成功构建了肿瘤标志物AFP的比色免疫分析,与医院检测值(电化学检测法)相比无显著性差异。(2)基于双锁策略降低背景信号高灵敏检测ALP和AFP通过自组装合成了一种ALP响应的配位化合物纳米材料(Ce-FDP CNPs),通过双锁策略降低检测中游离的荧光素和FDP引起的背景信号:1、将荧光素磷酸化,大大的降低荧光素酶活性。2、通过铈离子与磷酸根离子的强配位作用,进一步将荧光素封锁在纳米材料中。在合适条件下,ALP能催化Ce-FDP CNPs中磷酸基团断裂而使材料瓦解,并可控释放出高酶活性的荧光素,在光照下催化TMB显色。本实验通过双锁策略降低了检测背景,与采用单独FDP相比,检出限降低了约10倍。此外,利用ALP在酶联免疫中的抗体标记作用,进一步构建了AFP的免疫分析。(3)双功能抗体及铜有机框架纳米复合材料用于超灵敏检测AFP本文首次发现Cu2+可以减少反应体系中的活性氧自由基的产生,从而有效地抑制荧光素的光催化活性。通过AFP抗体,Cu2+和4,4′-联吡啶简单自组装合成了双功能AFP抗体及铜有机框架纳米复合材料(Ab2@Cu-MOF):1、材料表面的抗体能特异性的识别AFP;2、材料中大量的Cu2+会抑制荧光素的光催化酶活性。形成免疫复合夹心结构之后,释放材料中的Cu2+,根据其对荧光素酶活性的抑制作用构建吸光度与AFP浓度的关系,实现AFP的检测。本文双功能复合材料合成简单,尺寸均匀,分散性好。实验直接利用金属有机框架中的中心离子实现了高灵敏检测,也呼吁重视挖掘材料中自身的组成成分的功能。