基于纸基及二氧化钛纳米管薄膜的比色传感平台在碱性磷酸酶活性分析中的应用研究

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近年来,比色传感分析由于具有仪器设备简单、制备成本低廉、现场即时检测等诸多优点,成为生化分析、环境监测、疾病预防与控制及食品安全等领域的研究热点之一。尤其是固体比色传感器,因其具有良好的便携、存储及大规模商业化等优势,在各个分析研究领域有着乐观的发展应用前景。本文选用了滤纸(paper)和二氧化钛纳米管阵列(TiO2NTs)两种材料为基底,分别构建了用于碱性磷酸酶(ALP)活性检测比色传感平台,并将其应用于血清中碱性磷酸酶活性的分析。第一部分,简要综述了目视比色传感分析、及其常用的传感材料,介绍了纸基比色传感平台的发展动态与应用,TiO2纳米薄膜的制备及其应用前景。第二部分,发展了用于ALP活性分析的纸基比色孔板。首先,通过水热法制备了二氧化钛纳米粒子(TiO2NPs)负载的纸基纳米复合物,再利用疏水化试剂十八烷基磷酸酯(ODPA)修饰并结合TiO2的光催化特性,制备了亲水的比色孔。比色传感体系以锌试剂-锌离子螯合物(ZC-Zn2+)为显色探针,由于焦磷酸(PPi与Zn2+)之间具有的更强的亲和性,将Zn2+从螯合物中夺出,从而锌试剂呈现未配位时的颜色;当ALP存在时,PPi被水解成磷酸根(Pi),阻止了PPi与ZC的竞争配位,使得比色区域仍然呈现ZC-Zn2+螯合物的颜色。比色区域颜色的变化可以直观的通过肉眼进行半定量分析,以及借助色彩分析软件进行更精确的定量分析。第三部分,发展了用于ALP活性分析的TiO2NTs的比色传感薄膜。基于TiO2NTs的高径向比、对可见光的可透性、自身的光催化活性,将TiO2NTs作为比色传感平台,以锌试剂-锌离子螯合物(ZC-Zn2+)为显色探针,构建了基于二氧化钛纳米管薄膜的比色传感微阵列用于ALP活性的分析。相比纸质显色基底,TiO2NTs的比色传感薄膜简化了实验步骤,提高了检测灵敏度,降低了检测限。
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