【摘 要】
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即时检测(point-of-care testing POCT)是一种利用便携式设备在极短时间内得出检验结果的一种检测技术。POCT无需受时间和空间的限制就可以随时随地在病人旁边或其附近进行临床检测(bedside testing),这不仅有利于集中资源,集中专家,集中分析,而且链条式的诊断也让检测过程更加便民化、惠民化。凭借POCT便捷、快速,无需复杂仪器等优势,POCT技术越来越受到研究者的青
【基金项目】
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国家自然科学基金(No.21765013,No.22064014);
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即时检测(point-of-care testing POCT)是一种利用便携式设备在极短时间内得出检验结果的一种检测技术。POCT无需受时间和空间的限制就可以随时随地在病人旁边或其附近进行临床检测(bedside testing),这不仅有利于集中资源,集中专家,集中分析,而且链条式的诊断也让检测过程更加便民化、惠民化。凭借POCT便捷、快速,无需复杂仪器等优势,POCT技术越来越受到研究者的青睐,其在医疗诊断,环境监测,食品安全和生物检测等方面取得了重要进展。然而现有的信号读出方式不能很大程度地消除不平衡不充分发展地区的资源和技术的空白点,关于检测的专业知识也无法覆盖更多的受众面。因此为了探索更多POCT技术下的简单信号读出方式,拓展POCT在可视化分析和温度传感等方面的应用,本文设计了基于颜色和温度读出的POCT检测策略,并且将其应用于生命相关物质以及酶的传感分析中。本文共分为四部分,主要包括以下内容:1.第一章:围绕即时检测(POCT)的概念、特点和发展前景展开论述。并就基于颜色信号读出和温度信号读出的简介、分类以及发展趋势进行了详细的综述。2.第二章:类芬顿反应作为一种典型的高级氧化技术,在有机物降解等方面已取得重要进展,但其反应活性低等缺点限制了类芬顿反应在可视化分析和温度传感等方面的应用。为了加快类芬顿反应速率,我们加入多巴胺(dopamine,DA)诱导增强Fe3+转化为Fe2+的速率以及H2O2的分解速率,催化产生更多具有强氧化性的羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O2-),最终增强类芬顿反应体系的反应活性。体系中生成的自由基氧化显色底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine,TMB)生成其蓝色的氧化产物(TMBox)。基于此,我们提出比色、光热检测策略实现多巴胺的即时检测。随着DA浓度的增加,溶液变蓝程度加深,溶液的紫外信号随之增强,对DA的可视化分析检测限可达47 n M。借助TMB优异的光热效应,通过温度计实现了对DA的光热检测,其LOD可达91n M。3.第三章:通过抗坏血酸(AA)与四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4MNPs)之间的反应原位生成普鲁士蓝纳米立方体(PB NCs),建立了比色、光热检测抗坏血酸氧化酶(AOX)的POCT方法。Fe3O4MNPs表面有一定量的Fe3+,在含有Fe3O4MNPs的溶液中加入具有还原性的抗坏血酸(AA)后,AA将Fe3O4MNPs表面的Fe3+还原为Fe2+,生成的Fe2+进一步和溶液中的K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色的PB NCs。然而随着体系中抗坏血酸氧化酶(AOX)浓度的升高,体系中的AA逐渐被AOX氧化生成脱氢抗坏血酸(DHAA),导致体系中产生的PB NCs量变少。基于此,我们成功建立了AOX的比色和光热传感新方法,其比色和光热检测限分别为1.83U/L和0.82 U/L。4.第四章:总结了本文发展的分析传感平台的优点,并就今后进一步可拓展研究的方向进行了展望。
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