基于纳米酶催化的碱性磷酸酶活性检测方法研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:herozds2009
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碱性磷酸酶(ALP)在去磷酸化相关的细胞调节过程中起着至关重要的作用,并被广泛认为是一种重要的临床诊断生物标志物。因此,开发简便有效的ALP活性检测方法十分重要。本论文开发多种新型纳米酶,并利用纳米酶催化信号放大策略构建了多种ALP活性分析方法。具体内容包括:1、创建了一种六偏磷酸根离子(HMPi)介导纳米酶催化3,3’-5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色反应的ALP活性检测新方法,诠释了ALP活性检测的科学原理。首先由ZIF-67热解硫化得到硫化改性的Co Ox,该材料具有较强的类过氧化物酶活性,可催化TMB氧化为氧化态TMBox,溶液颜色从无色变为深蓝色;在HMPi存在情况下,带负电的HMPi和带正电的TMBox会发生静电组装,引起TMBox快速聚集而形成絮状沉淀,反应液褪色。当添加ALP使HMPi发生水解,上述聚集过程被显著抑制,使得溶液颜色不发生明显变化。基于这一原理,建立了ALP活性的高性能检测方法,检测线性范围为0.8~320 U·L-1,检测限低至0.38 U·L-1。该方法能够准确测定血清中的ALP活性,在实际临床检测和诊断中具有良好的应用前景。2、利用目标诱导原位生成银纳米颗粒(Ag NPs)作为纳米酶,实现了ALP活性的高性能检测。ALP的催化去磷酸化作用使抗坏血酸磷酸酯(AAP)底物产生抗坏血酸(AA),AA还原Ag+前驱体原位转化为Ag NPs。此原位形成的Ag NPs具有优良的类氧化酶活性,能够在中性p H环境下催化TMB显色反应。该策略可用于高灵敏比色检测ALP活性,检测线性范围为0.15~5 U·L-1,检测限低至0.037 U·L-1。此外,该方法对ALP活性检测具有良好的选择性。本文验证了此方法对人体血浆中ALP活性分析的可行性,证明了此方法在临床ALP活性检测中的巨大潜力。3、构建了一种基于目标诱导Ce基纳米酶价态调控策略的ALP活性检测新方法。混合价态的Ce基材料(MVCM)具有较高的Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比率,显示出优良的类氧化酶活性,可快速触发TMB颜色反应。当ALP将抗坏血酸磷酸底物水解生成抗坏血酸(AA)时,生成的AA进一步诱导MVCM部分还原,还原后的MVCM具有较低的Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比率,类氧化酶活性大大降低,从而导致TMB显色反应不明显。根据此原理,开发了一种用于ALP活性检测的比色测定法,线性检测范围为0.5~25 U·L-1,检测限低至0.1 U·L-1。4、鉴于ALP能够催化降解三磷酸腺苷释放PO43-的性能,设计了一种基于目标诱导游离态Ce(Ⅳ)离子沉淀的策略,用于ALP活性比色检测。游离的Ce(Ⅳ)离子具有很强的类氧化酶活性,可快速催化TMB显色反应。PO43-对Ce(Ⅳ)离子具有较强的亲和力,可与Ce(Ⅳ)离子发生聚集迅速沉淀,导致Ce(Ⅳ)离子类酶活性猝灭。通过ALP催化降解三磷酸腺苷释放的PO43-对Ce(Ⅳ)离子的聚沉作用引起类酶活性猝灭现象,采用比色法测定ALP活性。该方法在0~50 U·L-1和50~250 U·L-1的线性范围内提供了对ALP活性的高灵敏响应,检测限低至2.3 U·L-1。此外,该方法可成功用于人体血浆中ALP活性的准确分析。
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