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催化性能良好的生物模拟酶在显色实验的研究中起着至关重要的作用。乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、金纳米簇(Au NCs)、鸡蛋壳膜金纳米簇(Au NCs-ESM-GSH)均具有良好的光学稳定性,低毒性,较好的生物相容性。本文基于 EDTA、Au NCs、Au NCs-ESM-GSH的生物模拟酶性质建立了超高灵敏度的可视化检测生物传感方法,并通过优化各种影响因素的条件,为各种疾病和生物样品的检测提供了可能。 本研究主要内容包括:⑴基于EDTA过氧化物模拟酶性质,利用类酶联免疫吸附试验(ELISA)的方法,建立了高灵敏度且可视化检测的表面等离子体纳米生物传感方法。系统的探索了EDTA模拟酶与Au NRs显色之间的关系,建立了超高灵敏度的 Au NRs的显色方法。以乳腺癌抗原(CA15-3)和前列腺癌抗原(PSA)为研究对象,发展了超高灵敏度的可视化表面等离子体传感方法,CA15-3和 PSA检测限分别达到了7.518×10-15 U/mL和5×10-16 U/mL,这种方法为疾病的检测和诊断提供了一种可能。⑵基于AuNCs具有催化分解双氧水(H2O2)的过氧化物模拟酶性质,运用类 ELISA试验方法给医学上疾病的诊断和检测带来了可能。探索了复合金纳米棒、H2O2和铁离子(Fe3+)之间的作用条件和最佳比例,从而有效地提高了检测灵敏度。本实验建立了超高灵敏度的复合金纳米棒的显色方法。以亲和素为研究对象,发展了超高灵敏度的可视化表面等离子体传感方法,亲和素的检测限达到了3×10-21mol/L。⑶基于AuNCs模拟酶的性质,利用 Au NRs局域表面等离子体共振性质,建立了超高灵敏度、可视化检测的纳米生物传感方法。通过对Au NRs、H2O2的条件优化,催化分解H2O2使其产生羟基自由基从而氧化 Au NRs实现了检测CA15-3的目的,进一步检测了乳腺癌患者中CA15-3的含量,其所得数值与医院检测结果基本一致,充分证明了此方法的可靠性,灵敏度高。⑷利用鸡蛋壳膜(ESM)在碱性环境下和氯金酸作用形成一种具有很强红色荧光的纳米团簇,然后和谷胱甘肽(GSH)作用形成具有催化活性的鸡蛋壳膜金纳米簇,将末端修饰了巯基的DNA单链金黄色葡萄球菌适配体通过金硫键修饰到鸡蛋壳膜金纳米簇的表面。利用和DNA适配体特异性结合的作用检测了金黄色葡萄球菌(ATCC),为临床疾病的诊断提供了一种有效的方法。⑸通过将高粘度的壳聚糖加入到96微孔板中烘干成生物膜,然后将金纳米球(GNPs)粘附到壳聚糖膜上,利用Au NCs的生物模拟酶性质和层层覆盖的方法,通过对氯金酸、双氧水(H2O2)和柠檬酸三钠的条件优化,建立了超灵敏可视化检测的显色反应,实现了可视化及定量检测CA15-3的目的,且进一步检测了乳腺癌患者血清中的CA15-3的含量。