【摘 要】
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金属-有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）材料因其结构明确,孔隙率高以及易功能化等优点,被广泛用于荧光传感器的研究。基于MOFs材料的荧光传感器能够在短时间内有效的实时监测目标分析物,使得其在生物医学上具有巨大的应用潜力。其中,准确快速的监测生物体中发生改变的生化指标即生物标志物的含量对于疾病的诊断乃至治疗都有着重要意义。因此,本论文利用MOFs材料本身的纳米酶活
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.22174110、22127803）； 中央引导地方科技发展专项资金（No.2020-2060503-17）； 甘肃省教育厅产业扶持计划（2021cyzc-01）； 中国教育部长江学者创新团队计划（Irt-16r61,2017d-01）；
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金属-有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）材料因其结构明确,孔隙率高以及易功能化等优点,被广泛用于荧光传感器的研究。基于MOFs材料的荧光传感器能够在短时间内有效的实时监测目标分析物,使得其在生物医学上具有巨大的应用潜力。其中,准确快速的监测生物体中发生改变的生化指标即生物标志物的含量对于疾病的诊断乃至治疗都有着重要意义。因此,本论文利用MOFs材料本身的纳米酶活性以及合成后修饰（Post-Synthesis Modification,PSM）策略制备了三种荧光MOFs材料,应用于不同生物标志物的检测,并研究了在血清中检测的潜力。主要研究内容如下:1.基于PTA-NH2@PCN-224（Cu）复合材料的比率荧光探针用于检测1,4-二硫苏糖醇将PCN-224（Cu）和2-氨基对苯二甲酸（PTA-NH2）在室温下混合自组装,得到发射峰在432 nm处的PTA-NH2@PCN-224（Cu）,基于PCN-224（Cu）的过氧化物酶活性,在体系中加入邻苯二胺（O-phenylenediamine,OPD）和H2O2后,PCN-224（Cu）在H2O2的存在下氧化OPD生成发光的2,3-二氨基吩嗪（2,3-Diaminophenazine,DAP）,其发射峰在562 nm,因此得到的PTA-NH2@PCN-224（Cu）/OPD/H2O2为双发射体系。另外,该双发射体系中,DAP量增加同时通过荧光内滤效应猝灭PTA-NH2的荧光。但当存在1,4-二硫苏糖醇（1,4-Dithiothreitol,DTT）时,PTA-NH2（432 nm）的荧光强度增加,DAP（562 nm）的荧光强度减弱,从而实现了对DTT的反向变化的比率荧光检测,且具有宽的响应范围（20-180μM）和较低的检测限（7.9μM）。同时,用PCN-224（Cu）/OPD/H2O2的单发射体系测得检测限为18.5μM,该实验结果突出了比率荧光检测的优越性。同时,该探针也可以对人血清中的DTT进行特异性识别,表明其在实际分析监测中有着巨大的潜力。2.Eu3+功能化的金属有机骨架传感器用于检测人血清中的胆红素通过Eu3+与MOFs中未配位的羧基PSM到Ga-MOF中成功制备了发红色荧光的Eu3+@Ga-MOF。胆红素（Bilirubin,BR）是诊断新生儿黄疸的关键生物标志物,由于BR和Ga-MOF的配体存在荧光共振能量转移,阻止了配体到金属Eu3+的能量转移,从而实现对BR的检测。此外,人血清中的浓度应低于17.1μM,通过对Eu3+的量进行优化实现了对BR在有用的窗口的检测（0.5-20μM）,且响应时间快（3 min）,灵敏度高（0.32μM）。同时成功应用于人血清中BR的特异性检测,在临床诊断中有着广阔的应用前景。3.Eu3+修饰的金属有机骨架UIO-66-（COOH）2对2-（2-甲氧基乙氧基）乙酸的比率传感2-（2-甲氧基乙氧基）乙酸（2-（2-Methoxyethoxy）acetic acid,MEAA）是2-（2-甲氧基乙氧基）乙醇的生物标志物,本工作通过对UIO-66-（COOH）2功能化,即Eu3+与游离的羧基结合成功地合成了双发射的Eu3+@UIO-66-（COOH）2。由于MEAA与Eu3+@UIO-66-（COOH）2的紫外吸收带部分重叠,导致两者之间不可避免的紫外光竞争吸收使得配体到Eu3+的能量转移效率降低。因此在该探针中加入MEAA后,UIO-66-（COOH）2的荧光发射强度增强而Eu3+的特征发射减弱,实现了对MEAA的反向变化的比率荧光检测,表现出较宽的线性范围（2-18.8μg/m L）、快速的响应时间（1 min）和低的检测限（0.79μg/m L）。同时成功应用于人血清中,且该比率检测灵敏度高。
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