随着社会的发展,疾病标志物的定量和定性分析测定已经成为科学研究中重点关注和探讨的热点。检测疾病标志物常用到纳米材料,其中仿生矿化纳米材料在生物传感中的应用是本文研究的主要课题。仿生矿化主要是利用蛋白质、多肽、DNA之类的生物分子通过其酰胺基团的配位作用对金属离子有很高的亲和力,经过化学沉淀和生物矿化调控作用维持了蛋白质的活性而且具有一定的金属盐的特性。这种方法不仅绿色环保、条件温和、操作简便,而且合成的纳米材料具有良好的生物相容性和化学稳定性,已经广泛应用于药物传递、医学诊断和传感分析等领域。本文的主要内容利用蛋白诱导金属离子合成仿生矿化纳米材料及在电化学、比色和光热等传感器中的应用。1、在这项工作中,采用了一种温和的仿生矿化方法来制备磷酸铜有机-无机杂化纳米花(BSA-Ab2-Cu3(PO4)2 NF),用于构建无酶的电化学免疫传感器。合成的BSA-Ab2-Cu3(PO4)2 NF具有集生物识别和信号放大功能于一体双重性质,信号增强主要是由于BSA-Ab2-Cu3(PO4)2 NF中含有丰富的磷酸根离子,通过与钼酸盐反应可以产生大量电化学活性的磷钼酸盐进而产生氧化还原电流信号。该电化学免疫测定选择正工作电位(+0.14V),可有效避免电化学测量过程中溶解氧的干扰。我们所设计的方法在检测C-反应蛋白时表现出具有较宽的检测范围和较低的检测限,而且具有良好的稳健性和潜在的临床应用的可行性。2、本项工作提出了一种基于葡萄糖氧化酶矿化的四氧化三锰杂化纳米片(GOx-Mn3O4 NSs)双酶特性的比色传感用于葡萄糖的超灵敏检测方法。采用绿色和简便的仿生矿化策略制备了GOx-Mn3O4 NSs,在保持葡萄糖氧化酶活性的同时,二维的纳米复合材料表现杰出的类氧化酶的活性可以直接氧化显色底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)。在检测葡萄糖时,由于葡萄糖氧化酶催化分解下转化的产物H2O2能诱导GOx-Mn3O4的分解,导致类氧化酶对TMB的催化活性降低,从而使得溶液的吸光度下降。因次,我们提出了一种基于多级联酶反应的葡萄糖比色检测方法,为血糖分析检测提供了新的思路。3、由前期实验可知,Mn3O4纳米片可以直接氧化显色底物TMB,在本项工作中,我们利用仿生矿化的方法合成了具有类氧化酶和尿酸酶(UOD)特性的UOD-Mn3O4NSs,而且也探究了这种纳米片具有良好的光热性能,可以利用比色光热双模态检测尿酸。UOD-Mn3O4 NSs中含有的UOD可以催化分解尿酸产生H2O2和尿囊素,H2O2进一步还原Mn3O4 NSs为Mn2+,使其氧化模拟酶和光热性能丧失,从而导致吸光度信号和升温幅度下降。因此,我们实现了对尿酸的比色和光热双模态的分析测定。