盡管出現(xiàn)了新的藥物和臨床診斷技術(shù)，過去幾十年里，每年人類的癌癥死亡率并沒有顯著下降，其中一個重要的原因是當(dāng)人們被診斷出患有癌癥時，腫瘤往往已經(jīng)擴散亦或已經(jīng)入侵其他器官，即便現(xiàn)在先進的醫(yī)療技術(shù)，依舊很難進行治療。因此，有必要采取一些措施來提高癌癥患者的治愈率，如開發(fā)先進高效的檢測方法用于癌癥的早期診斷。電化學(xué)生物傳感系統(tǒng)因其靈敏度高、選擇性好、穩(wěn)定性高和重現(xiàn)性好等優(yōu)勢，在癌癥標(biāo)志物的靈敏檢測中具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景。基于此，本文開發(fā)了一種以柔性碳纖維(carbon fiber，CF)為基底，以Ni(OH)_2納米片(Ni(OH)_2–Nanosheets arrays，Ni(OH)_2–NSAs)為犧牲模板，多巴胺(Dopamine，DA)提供碳源和氮源，制備了一種三維蜂窩狀氮摻雜的碳納米墻陣列。通過控制酸除模板時間和溫度，合成出一種含Ni納米粒子(Nanoparticles，NPs)嵌入碳納米墻陣列;進一步將三維碳納米墻電極浸漬在Pt和Pd的混合前驅(qū)體溶液中，利用氫還原制備出超微Pt Pd合金納米粒子(alloy nanoparticles，ANPs)均勻密集分散在碳納米墻陣列上，提高了電極的靈敏度，用于癌癥標(biāo)記物活性氧自由基H_2O_2的電化學(xué)檢測。

本文的主要研究內(nèi)容如下:

(1)Ni NPs嵌入三維蜂窩狀介孔氮摻雜碳納米墻陣列碳纖維電極制備及其在生物樣品中H_2O_2電化學(xué)檢測中的應(yīng)用。將親水處理的CF作為基底，在CF上生長蜂窩狀結(jié)構(gòu)的Ni(OH)_2–NSAs并作為犧牲模板;DA提供碳源氮源，通過調(diào)節(jié)多巴胺溶液濃度和自聚時間，可在CF Ni(OH)_2–NSAs模板上制備出具有一定厚度的碳膜(聚多巴胺)，進而將包覆聚多巴胺(PDA)的模板(CF Ni(OH)_2–NSAs PDA)置于氬氣管式爐中高溫退火，聚多巴胺由非結(jié)晶碳轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶碳，同時Ni(OH)_2–NSAs在高溫條件下與碳反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹i NPs;進而將碳化后的微電極CF Ni(OH)_2–NSAs PDA在室溫下酸除12 h，即可制備Ni NPs嵌入在三維蜂窩狀介孔氮摻雜碳納米墻陣列碳纖維微電極(CF Ni NPs–MNCNWAs)，利用不同組分之間的協(xié)同催化作用，合成對H_2O_2具有較高的電催化活性的納米復(fù)合微電極，成功將微電極應(yīng)用于人體血樣、尿樣以及活細(xì)胞樣品中H_2O_2的超靈敏檢測。

(2)基于負(fù)載超微PtPd ANPs三維碳納米墻陣列修飾碳纖維電極的癌細(xì)胞電化學(xué)傳感系統(tǒng)研究。在上述工作基礎(chǔ)上，本文進一步做了深入研究，首先改變碳化后CF Ni(OH)_2–NSAs PDA酸除時間和溫度以便于徹底除去Ni元素，以碳納米墻陣列為載體負(fù)載PtPd ANPs，將電極CF MNCNWAs浸漬在Pt和Pd的混合前驅(qū)體溶液中，采用氫氣還原法在碳納米墻陣列上原位合成超微PtPd ANPs。利用碳納米墻良好的導(dǎo)電性、較高的穩(wěn)定性以及較大比表面積等優(yōu)點提高PtPd ANPs的分散性、負(fù)載量和穩(wěn)定性。由于貴金屬PtPd ANPs對于H_2O_2優(yōu)異的催化性能，顯著提高所構(gòu)建的修飾微電極檢測H_2O_2的靈敏度。將微電極CF PtPd ANPs–MNCNWAs應(yīng)用于宮頸癌細(xì)胞(Hela)、人肝癌細(xì)胞(Hep G2)以及人乳腺癌細(xì)胞(MCF–7)的檢測，根據(jù)不同種類的癌細(xì)胞在相同的應(yīng)激條件下釋放出H_2O_2量的不同，可靈敏的區(qū)分不同癌變細(xì)胞，并可區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞，對癌細(xì)胞的鑒定和癌癥的早期診斷有重要的臨床意義。