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金属有机框架材料(MOFs)是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的杂化材料,具有多孔性、高比表面积、结构可调性强等优点,近年来得到了广泛的应用并在传感器构建等方面表现出其优越性。而将MOFs材料负载于纸载体之上并考察其在纸上的化学发光性能并将MOFs作为新型的双检测功能的抗体信号标记物却鲜有报道。本研究论文以纸芯片为研究载体,将Cu-MOFs负载于纸芯片纸上考察其在纸上的化学发光性能并发展了“辉光型”的鲁米诺化学发光体系;同时利用MOFs表面活性基团的可修饰性特点,将其作为一种信号标记物标记于抗体之上,构建了一种化学发光、荧光双检测模式的免疫纸分析芯片。本研究论文分为两部分,第一部分为综述,主要介绍了纸芯片概述、纸芯片上的检测方式和金属有机框架材料的概念及在发光方面的应用。第二部分为研究报告,由三部分构成,研究内容如下:一、基于Cu-MOFs催化鲁米诺体系的化学发光纸芯片研究本工作用金属离子Cu(II)与有机配体1,10-邻二氮杂菲-2,9-二羧酸(PDA)在室温下快速合成了金属有机配合物Cu-MOFs,并研究了此MOFs材料在纸上的化学发光性能。结果表明,该MOFs材料在纸上对luminol-H2O2体系有很强的催化效果,并且在纸上出现了持续发光的的现象,化学发光信号经过4 min达到最大值,然后信号逐渐降低,整个发光时间长达十几分钟,同时记录了该纸上发光的化学发光成像信号。此外,本研究工作还对Cu-MOFs催化luminol-H2O2体系的机理进行了探究。通过电子顺磁共振(EPR),活性氧清除剂等实验验证其发光机理为:Cu-MOFs催化H2O2分解产生单线态氧,羟基自由基,超氧阴离子自由基等活性氧,自由基氧化luminol而产生化学发光。本工作为MOFs材料在纸上的化学发光研究拓宽了相应的研究思路。二、基于Fe-MOFs的化学发光荧光双检测模式的免疫纸分析芯片的研究本研究工作采用Fe3+与2-氨基苯-1,4-二羧酸(NH2-BDC)室温下快速温和合成一种Fe-MOFs材料。此材料具有荧光及催化化学发光的性能。在300 nm的激发光下产生430 nm的发射波长,同时对于luminol-H2O2化学发光体系具有较强的催化能力。利用此MOFs材料表面的活性基团(-NH2),可将其作为信号探针标记于PSA的检测抗体上,采用荧光和化学发光双检测方式,在纸芯片上实现了血清中PSA的检测。其化学发光,荧光的线性范围分别为0.5-30 ng mL-1和1-30 ng mL-1,检出限分别为0.3 ng mL-1和0.2 ng mL-1。本研究工作利用MOFs材料建立了一种荧光、化学发光双检测模式的免疫纸分析芯片。丰富和拓展了 MOFs材料在免疫纸芯片上的应用。三、基于打印技术的纸芯片免疫分析方法检测免疫球蛋白的研究本研究工作采用顺序喷墨打印技术,建立了一种基于纸芯片免疫荧光检测免疫球蛋白IgG的方法。将捕获抗体、牛血清蛋白、抗原、检测抗体分别装入打印机的四个墨盒中,依次将这些物质打印在纸芯片的固定区域内,从而实现了 IgG的免疫分析测定。采用此打印方法可以大大缩短免疫分析时间,同时与传统的手动加样方式相比具有重现性好和试剂消耗量少的特点,测定IgG的检出限为0.4 ng mL-1。此外,本实验利用不同尺寸的纳米金,探究了打印机喷嘴的允许打印颗粒的尺寸。在不影响检测结果的前提下,打印机可将粒径小于150 nm的粒子成功打印在纸芯片之上。本工作建立了一种通过打印模式实现纸上免疫分析的方法,为纸上免疫分析的批量测定提供一定研究思路。