【摘 要】
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过氧化氢（H2O2）是生物体内的一种重要代谢产物,在细胞分化以及信号传导中发挥着重要作用。但异常的H2O2水平会对细胞和组织产生危害,进而引发一系列的疾病,例如肥胖、糖尿病等。因此研究和构建简单、快捷、准确的H2O2传感器对疾病的初步诊断和保护人类的健康都具有很大的意义。在目前众多的检测方法中,基于金属有机框架（MOFs）构建的荧光传感器检测方法具有成本低、操作便捷、响应迅速等优点,可用于H2O2
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过氧化氢（H2O2）是生物体内的一种重要代谢产物,在细胞分化以及信号传导中发挥着重要作用。但异常的H2O2水平会对细胞和组织产生危害,进而引发一系列的疾病,例如肥胖、糖尿病等。因此研究和构建简单、快捷、准确的H2O2传感器对疾病的初步诊断和保护人类的健康都具有很大的意义。在目前众多的检测方法中,基于金属有机框架（MOFs）构建的荧光传感器检测方法具有成本低、操作便捷、响应迅速等优点,可用于H2O2的准确、及时、高灵敏的检测。本文采用Cu-MOF、Cu/Fe-MOF以及ZIF-8这三种金属有机框架构建用于检测H2O2的荧光传感器。首先通过室温搅拌合成法制备了氯化血红素（Hemin）掺杂Cu-MOF的Cu-Hemin-MOF,接着合成了具有Cu2+和Fe3+双金属离子中心的Cu/Fe-Hemin-MOF,最后通过水热法合成了具有类过氧化物活性的Zn-Hemin-MOF。通过SEM、XRD、XPS和FT-IR等表征方法对所制备的MOFs纳米材料的形貌、晶体结构、元素组成等物化性质进行表征,结果均表明成功制备了相应的MOFs纳米材料。基于所制备MOFs材料具有的类过氧化物酶性质构建三种荧光传感体系,并进一步探讨了它们对H2O2的响应情况。采用荧光光谱法对所构建的三种MOFs型荧光传感器进行性能研究,最后将其应用到H2O2的检测研究。具体研究内容如下:（1）以Cu2+为金属中心,Hemin为有机配体,通过常温搅拌合成法一步合成具有类过氧化物酶性质的Cu-Hemin-MOF纳米材料。基于光诱导电子转移（PET）原理构建了Cu-Hemin-MOF荧光传感器并用于H2O2的定量检测。对Cu-Hemin-MOF纳米材料的浓度、OPD浓度、缓冲体系p H和时间等影响传感器性能的因素进行了研究并优化。在最优实验条件下,H2O2在15～150μM浓度范围内该传感器的响应具有线性关系。其实际检测限为15μM,通过计算得出理论检测限为5.3μM（S/N=3）。研究结果显示构建的Cu-Hemin-MOF荧光传感器在H2O2检测中具有较好的选择性,在实际血清样本中的加标回收检测中取得了较为满意的结果。（2）以Cu2+和Fe3+为金属离子中心,Hemin为有机配体,通过常温搅拌合成法一步制备了Cu/Fe-Hemin-MOF复合纳米材。基于Cu/Fe-Hemin-MOF复合纳米材的类过氧化物酶性质构建了Cu/Fe-Hemin-MOF荧光传感器并用于H2O2的荧光检测。实验结果表明,该荧光传感器在H2O2的检测中具有双线性范围,线性范围分别为:2.5～50μM及0.05～0.5 m M,相关系数分别为R~2=0.9943及R~2=0.99491,其实际检测限为2.5μM,其理论检测下限为0.92μM（S/N=3）。我们构建的Cu/Fe-Hemin-MOF荧光传感器在H2O2的检测中具有良好的选择性,并成功的用于细胞外泌物中H2O2的检测。（3）制备以Zn2+为金属离子中心,2-甲基咪唑和Hemin为有机配体,通过一步水热法合成了ZIF-8纳米材料,该MOFs材料的粒径在100 nm左右。基于ZIF-8纳米材料的类过氧化物酶活性的构建了Zn-Hemin-MOF荧光传感器并成功的用于H2O2的检测。该荧光传感器同样对H2O2的检测具有双线性范围,在最佳实验检测条件下,线性范围分别为0.05～2.5μM及2.5～4.5μM,相关系数分别为R~2=0.99545及R~2=0.99540,其实际检测限为0.05μM,其理论检测限为0.016μM。该荧光传感器成功的用于细胞内H2O2的检测。
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