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新型纳米材料构建传感器在糖尿病标志物临床诊断中的应用研究认领

作者：

易小娟

学位授予单位：

重庆医科大学

摘要：

糖尿病是由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病群。糖尿病通常伴随着多样的并发症，糖尿病易累及微血管及大血管病变，导致肾、眼、神经系统、心血管系统等的并发症，这是糖尿病患者致死致残的主要原因。糖尿病的早期诊断和持续监测对于糖尿病患者生活质量的提高以及致残率的降低具有极大的临床意义。临床常用的糖尿病疾病诊断几乎都是基于生化分析仪进行血糖以及相关疾病标志物的检测，这需要专业的操作人员和设备，因此使用受到限制。有效的血糖管理在糖尿病患者的病情控制中起到了非常大的作用，因此本研究设计了并构建了比色传感器和适体传感器，将其用于糖尿病患者疾病标志物的检测。具体研究内容如下：　　第一部分基于功能化乙炔黑构建的纸基传感器联合智能手机进行血糖检测研究　　目的：建立基于纳米酶功能化的纸基比色传感器用于血糖的检测。方法：首先，利用氯高铁血红素(hemin)对乙炔黑(AB)进行功能化，制备出活性优异的纳米酶。得到的具有良好类过氧化物酶活性的纳米酶被用于修饰滤纸。AB的串珠样结构为hemin提供了极大的附着位点，同时二者的协同作用使得复合物的类酶活性和分散性都极大程度的提高了。纳米酶的良好分散性使得修饰后的纸基仍然呈现出白色背景，因此放大了比色信号。同时便携式的纸基可以用于即时传感(POCT)，能够联合智能手机进行比色信号读取。结果：该便携式纸基传感器结果显示在0.2mM~30mM之间呈良好的线性关系，R值为0.9937;检测限为0.06mM;平均回收率为95.7%~112%;RSD为0.860%~3.20%。结论：构建的纸基比色传感器在检测血糖的应用中具有良好的重现性、特异性和稳定性，这为糖尿病的早期诊断和后续血糖监控提供了一种新方法。　　第二部分基于ZrMOF负载的金属氧化物掺杂聚苯胺的导电纳米酶用于糖化白蛋白的检测分析研究　　目的：建立基于导电纳米酶的三明治夹心型电化学适体传感器用于糖化白蛋白的检测。方法：首先，通过将氯铂酸原位还原在N-CNTs表面制备N-CNTs@Pt作为传感平台的基底材料。该基底材料的管状多层结构为捕获探针(Ap1)提供了丰富的结合位点，同时提供了增强的导电性，利于电子传递。其次，以金属锆有机框架(Zr-MOF)作为载体，搭载四氧化三钴掺杂的聚苯胺(PANi@Co3O4)，通过羧基-氨基共价结合的方式固定适配体2(Ap2)形成信号探针。该纳米复合物具有大的比表面积供Ap2结合，同时导电的ZrMOF@PANi@Co3O4具有氧化酶活性，能够催化TMB为氧化态TMB，表现出特征性的DPV信号峰。三明治杂交反应后，信号探针被固定在传感平台上，能够催化表征液里面的TMB产生信号峰。DPV用于记录与不同浓度糖化白蛋白(GA)结合前后的信号变化。结果：基于多重信号放大策略构建的免疫传感器在1pM~100nM之间呈现良好的线性关系，R值为0.9975;检测限为0.507pM;平均回收率为87.82%~102.3%;RSD为1.26%~2.00%。结论：制备的电化学适体传感器具有良好的特异性和稳定性，且在临床唾液样本检测中获得了可接受的结果。

摘要译文

关键词：

糖尿病; 纳米材料; 传感器; 疾病标志物; 临床诊断

学位年度：

2023

学位类型：

硕士

学科专业：

药学

导师：

袁拥华

中图分类号：

R587.1[糖尿病⑨];TP212[发送器（变换器）、传感器⑨]

学科分类号：

100201[内科学];080402[测试计量技术及仪器];080403[科学仪器技术与工程];081101[控制理论与控制工程];081102[检测技术与自动化装置]