研究背景:牙周炎是一种发病率很高的口腔慢性炎症性疾病,它破坏牙周支持组织,使牙齿活动性增加,甚至导致牙齿脱落,严重影响患者的生活质量。由于牙周炎早期症状不明显易被患者忽视,待有症状时其发展已较为严重,因此早期诊断对于牙周炎的预防及控制有着重要意义。唾液和龈沟液是口腔中特有的生理体液,它们方便获取并且含有许多与疾病相关的生物标志物能够用于检测疾病。近来已经有研究证实在牙周炎发展早期还未见临床症状时即可在唾液和龈沟液中检测到过氧化氢（H2O2）浓度水平的增加,反映了潜在的炎症发生。电化学传感器是一种能够经济、快速、准确检测微量化学物质的器件。待测物质与传感器工作电极的修饰材料发生特异性化学反应并产生电子的转移,通过电位仪测量电流的大小即可分析待测物质的浓度。金属有机框架材料（MOFs）是一种比表面积大、具有丰富的活性中心、表面性质可控的杂化纳米材料,它在电化学传感领域受到了广泛的关注。然而,MOFs的导电性相对较差使得由它修饰的电极的信噪比、灵敏度和选择性均不理想。碳化钛（Ti3C2Tx）是一种新型的过渡金属碳/氮化物（MXene）,它具有优异的金属导电性、良好的亲水性和化学稳定性。因此将Ti3C2Tx与MOF材料联合修饰开发电化学传感器用于检测唾液和龈沟液中痕量H2O2对于牙周炎的早期诊断有着重要的临床意义。实验目的:开发由Ti3C2Tx与MOF材料联合修饰的高灵敏度电化学传感器,通过电化学测试分析传感器对H2O2的检测性能,通过生物学测试、实际样品检测和耐用性实验评估传感器的实用性能。实验方法:1.在室温条件下合成Cu-MOF,采用氢氟酸蚀刻钛碳化铝制备了Ti3C2Tx薄层纳米片,并将两种纳米材料超声混合均匀。将材料滴至玻碳电极和丝网印刷电极的工作电极表面制备H2O2电化学传感器。2.通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）及X射线能谱分析（EDS）对制备的材料进行表征。3.通过循环伏安法（CV）、安培法（I-t）、电化学阻抗（EIS）测试传感器对H2O2的检测性能、选择性、重现性、可重复性与长期稳定性。4.探究不同浓度比例的Cu-MOF和Ti3C2Tx纳米薄片修饰的传感器的检测性能,寻找传感器性能最佳时的修饰材料比例。5.用脂多糖刺激小鼠巨噬细胞（RAW 264.7）与小鼠成纤维细胞（L929）产生H2O2,应用制备的传感器进行检测;收集健康人与牙周炎患者的唾液和龈沟液样本,应用制备的传感器进行检测。6.通过安培法分析比较两种传感器（传统玻碳电极和柔性丝网印刷电极）的检测性能,评价丝网印刷电极的柔性与耐用性。实验结果:1.Cu-MOF与Ti3C2Tx薄层纳米片形貌结构良好,证明两种纳米材料的成功合成与复合。2.当Cu-MOF与Ti3C2Tx的浓度比为1:1时所修饰的电化学传感器对H2O2的检测性能最佳,最佳工作电压为0.55 V,检测限为84.5 n M,线性范围为0.2-26.1μM和26.1-2040μM,对应的灵敏度分别为254.9μA m M-1cm-2和154.27μA m M-1cm-2。3.开发的传感器的循环伏安曲线峰电流与扫描速率的平方根成正比,电极表面的氧化还原反应符合扩散控制过程。4.制备的电化学传感器对H2O2的选择性良好;传感器的重现性良好,5个相同电极的相对标准差为2.85%;可重复性良好,5次测试的相对标准差为0.81%;长期稳定性良好,电极连续测试4周后能够维持其第1周性能的97%,7周后能够维持其第1周的94%。5.制备的电化学传感器能够检测到刺激细胞产生的痕量H2O2,通过检测临床唾液和龈沟液样本中的H2O2能够明显地区分正常人、牙龈炎患者与牙周炎患者。6.制备的SPE电极传感器的性能与传统玻碳电极相差较小,传感器柔性良好,不同弯曲程度对电化学性能几乎没有影响,在重复弯曲100次后仍能维持其原有性能的94.5%。结论:本研究成功开发了以Cu-MOF与Ti3C2Tx纳米薄片联合修饰的柔性H2O2电化学传感器,它对H2O2的检测性能优异,能够在细胞水平检测到痕量H2O2的释放,并且能够通过检测唾液和龈沟液样本区分健康人、牙龈炎及牙周炎患者,有成为在临床和日常早期诊断牙周炎的工具的潜力。