伴随着人类社会的发展,人均寿命逐渐增长,人们对于健康的需求也在逐渐增大,因而健康产业也逐渐发展壮大。然而,癌症等疾病对人类生命健康的威胁也逐年增加,1975以来,癌症发病率逐年攀升,且这类疾病出现呈现出年轻化的趋势。近年来,癌症等重点疾病的诊疗技术取得了长足的进展,肿瘤标志物这类重要的生物标志物,也可用来对癌症等疾病进行诊断。然而,很多疾病在早期,体内的标志物在血液和体液中浓度很低,并且由于血液和体液中含有很多selleckchem diABZI STING agonist其他的干扰成分,因而对于这类生物标志物的分析,需要克服复杂环境的干扰。因此,发展高灵敏度、高特异性、能够抗复杂成分干扰、性能优异的检测手段,对于癌症等重大疾病的早期诊断十分重要。电化学生物传感器具有很多优势,例如灵敏度高、特异性好、分析成本低、响应速度较快等,可在疾病早期,分析出较低浓度的生物标志物。但是在复杂环境中,不相关蛋白等干扰物由于静电吸附和疏水作用,容易跟传感器界面结合,会阻碍电子传递,甚至影响待测生物分子的识别。基于此,本文设计合成了三种能够抵御非特异性吸附的抗污染材料,并结合其他功能材料,共同修饰电极,构建了新型的抗污染电化学传感器,分别实现了对肿瘤细胞MCF-7细胞、谷胱甘肽(GSH)和前列腺特异性抗原(PSA)的检测,具体的方案如下:1、本文提出了一种基于酶燃料电池的自供电生物传感器。基于酶燃料电池的自供电生物传感器因其具有简单、快速、低成本、抗干扰、易于使用等独特的性能,并且在检测过程中不需要额外的电源而备受关注。自供能电化学生物传感器利用生物燃料电池作为电源,不再需要稳压器,简化了生物传感器系统。在这里,开发了一种基于酶生物燃料电池的超灵敏自供电生物传感器,用于检测MCF-7细胞。由导电超分子聚合物水凝胶、金纳米颗粒、葡萄糖氧化酶和MCF-7适体构成生物阳极,由聚多巴胺、金纳米颗粒和漆酶构成生物阴极,两电极在含有葡萄糖的缓冲液中构成一个单室的自供电传感器。当阳极通过适体捕获MCF-7细胞时,细胞带来的的空间位阻和静电排斥显著地阻止了阳极和阴极表面之间的电子转移,使传感器的开路电压降低,从而实现对MCF-7细胞的定量检测。2、以牛血清白蛋白(BSA)为基质,对其进行改性,制备了新型抗污染电化学发光(ECL)水凝胶。BSA这种蛋白质具有的氨基酸数量多达581个,具有丰富的基团,因其折叠的结构使得很多内部基团无法暴露出来发挥作用。采用浓度为6 M的尿素可使得蛋白质结构解旋,形成支链多肽,利用暴露出的的氨基与带有羧基NSC 119875试剂的联吡啶钌发光材料结合。乙醇作为脱水剂减小解旋后的蛋白质之间的距离,便于交联剂戊二醛作用的发挥,形成了一种新型的抗污染电化学发光的凝胶。该凝胶具备很好的亲水性、抗污染效果,且构建的传感器性能稳定,电化学发光信号强度和稳定性表现良好。构建的传感器用于检测GSH,其线性范围为100μM到1000μM,检测限为36.4μM,结果稳定可靠,证明了该水凝胶可用于构建具有抗污染性能的生物传感器,并有望用于其它生物标志物的检测。3、构建了一种基于有机金属骨架(MOFs)的电化学发光传感器,用于前列腺特异性抗原(PSA)的检测。3,4,9,10-苝四羧酸(PTCA)呈现平面结构,是一类具备理想光学性质的芳香型有机分子。PTCA具备良好的发光性能,但因为cardiac remodeling biomarkers自身特性,容易发生聚集诱导猝灭(ACQ),导致其发光强度下降。PTCA与一些金属离子制备成MOFs,可以克服其自身的聚集诱导猝灭。MOFs本身具备很大的比表面积,但其本身导电性差,结合金纳米颗粒,用于提高导电性,并且提供更多结合位点。抗污染多功能肽,含有锚定序列(CPPPP),抗污染序列(DKDK),以及PSA识别切割序列(HSSKLQK),在其末端标记信号猝灭分子二茂铁(Fc)。该传感器基于MOFs与抗污染多功能肽,可以抵御各类血液蛋白质的干扰,具有良好的抗污染性能,检测线性范围为1 pg/mL到10 ng/mL,检测限为0.46 pg/mL。