基于金属有机框架的荧光传感器及其在分析中的应用

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荧光分析法是指当荧光物质与分析物相互作用后,其发光特性发生改变,从而实现对分析物的定性分析和定量检测。近年来,荧光分析法由于其操作简便和灵敏度高等优势在生物分析领域中表现出巨大的应用潜力。而金属有机框架(MOFs)材料,特别是荧光金属有机框架(LMOFs)材料因具有可调谐的孔径与尺寸、优异的荧光性能、比表面积大和良好的吸附性等性质,不仅能有效地提高荧光分析的检测灵敏度,而且应用范围较广。因此,本论文利用LMOFs构建了两种不同的荧光传感平台,并将其用于细胞色素c(Cyt c)的检测与食品和药品中抗生素的分析。本论文主要研究内容分为以下两个部分:(1)Cyt c是生物氧化过程中的电子传递体,在细胞凋亡中起到了十分重要的作用,对其进行检测具有重要意义。因此在本章中,我们通过简单的物理吸附法将Zn-Ag-In-S荧光量子点(ZAISQDs)包封在金属有机框架(MIL-68(In))中制备了 ZAISQDs@MIL-68(In)复合物,并将其用于Cytc的检测。在最佳检测条件下,该传感器检测Cyt c的线性浓度范围为0.02 μM-3.5μM,检测限低至8 nM。最后我们将其成功用于凋亡细胞释放的Cyt c的检测与抗癌药物活性的筛选,证明了 ZAISQDs@MIL-68(In)复合物检测Cyt c的实用性,同时极大地丰富了 MOFs材料在生命科学领域的应用。(2)作为一种抗菌药物,抗生素目前在全球范围内被广泛使用,然而抗生素的过多残留会影响人们的生命健康和财产安全,因此在本章中,我们制备了三种Eu3+和Tb3+共掺杂的MOFs-比率型传感阵列用于抗生素的鉴别与分析。实验结果表明,当加入25种不同的抗生素后,三种MOFs可以产生不同的荧光响应,在干扰物质存在下,25种抗生素在高(1 mM)和低(100μM)浓度下均能很好地被鉴别。同时,该方法对48种未知抗生素样品的鉴定也具有较高的准确率(98%)。最后,我们还将该传感阵列成功用于药物制剂及牛奶中抗生素的分析,证明了其实用性。
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