一種基于鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶的長(zhǎng)時(shí)間化學(xué)發(fā)光體系。該化學(xué)發(fā)光體系以鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶復(fù)合物為化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的催化劑，以魯米諾和葡萄糖為化學(xué)發(fā)光底物，利用鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料和葡萄糖氧化酶的局域級(jí)聯(lián)催化產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間化學(xué)發(fā)光。鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料是以Zr⁴⁺為金屬中心、鐵卟啉為配體，通過(guò)水熱法制備而成，具有較高的過(guò)氧化物酶活性和穩(wěn)定性；在鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料表面通過(guò)靜電吸附修飾葡萄糖氧化酶，制備鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶復(fù)合物。含有鐵卟啉金屬?有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶復(fù)合物、魯米諾和葡萄糖的混合溶液體系可以產(chǎn)生7.5小時(shí)穩(wěn)定的高強(qiáng)度化學(xué)發(fā)光。該化學(xué)發(fā)光體系可在生理?xiàng)l件下產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的高強(qiáng)度化學(xué)發(fā)光，在生物檢測(cè)和成像方面具有較好的應(yīng)用前景。

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種基于鐵卟啉金屬-有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶的長(zhǎng)時(shí)間化學(xué)發(fā)光體系。以魯米諾和葡萄糖為化學(xué)發(fā)光底物，利用鐵卟啉金屬-有機(jī)框架材料的過(guò)氧化物酶活性和納米酶/生物酶復(fù)合物的局域級(jí)聯(lián)催化特性，產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的高強(qiáng)度化學(xué)發(fā)光，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的化學(xué)發(fā)光穩(wěn)定成像。

二、背景技術(shù)

化學(xué)發(fā)光是物質(zhì)在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)伴隨的一種光輻射現(xiàn)象，靈敏性高、易于操作、儀器簡(jiǎn)單且成本較低，在臨床診斷、食品檢測(cè)和生物分析等方面應(yīng)用廣泛。與熒光方法相比，化學(xué)發(fā)光不需要激發(fā)光源，避免了自體熒光的干擾，極大地提高了信噪比，是很具潛力的一種生物成像手段。目前，發(fā)展比較成熟的是酶反應(yīng)化學(xué)發(fā)光體系，包括辣根過(guò)氧化物酶-魯米諾-H₂O₂體系和堿性磷酸酶-二氧環(huán)乙烷體系。然而這些生物酶參與的化學(xué)發(fā)光體系具有發(fā)光時(shí)間較短、發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，且生物酶易失活，修飾復(fù)雜等，限制了其在生物成像分析中的應(yīng)用。

最近，研究者利用慢擴(kuò)散控制底物的均相催化機(jī)理，發(fā)展了基于微/納米材料的輝光型化學(xué)發(fā)光體系。在這種體系中，一般要求將催化劑或催化底物封裝在微/納米材料中，材料的多孔結(jié)構(gòu)使催化劑或發(fā)光底物的擴(kuò)散較慢，從而控制化學(xué)發(fā)光反應(yīng)速率，延長(zhǎng)化學(xué)發(fā)光時(shí)間。由于微/納米材料中催化劑具有高的負(fù)載量，所以其化學(xué)發(fā)光信號(hào)較強(qiáng)。盡管此類體系可以持續(xù)化學(xué)發(fā)光幾到幾百個(gè)小時(shí)，但其化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間衰減較快，沒(méi)有強(qiáng)度穩(wěn)定期，不利于實(shí)時(shí)生物成像分析。

納米酶是近年來(lái)發(fā)展的具有酶活性的納米材料，由于具有較好的環(huán)境耐受性已被廣泛使用，其中，過(guò)氧化物納米酶得到了很好的發(fā)展，包括無(wú)機(jī)納米粒子以及血紅素功能化的納米材料。另外，通過(guò)使用催化位點(diǎn)作為連接點(diǎn)，制備了多種具有過(guò)氧化物酶性質(zhì)的金屬-有機(jī)框架材料。在金屬-有機(jī)框架材料中每個(gè)催化位點(diǎn)以單體的形式存在，且因具有多孔性，易于底物接觸催化位點(diǎn)，使得金屬-有機(jī)框架材料具有較高的催化活性。除了生物催化、藥物遞送、光動(dòng)力學(xué)治療和生物傳感，金屬-有機(jī)框架材料也已用于發(fā)展化學(xué)發(fā)光體系，但目前基于金屬-有機(jī)框架材料的化學(xué)發(fā)光體系都是閃光型，不適合化學(xué)發(fā)光準(zhǔn)確檢測(cè)和生物成像分析。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容是：合成鐵卟啉金屬-有機(jī)框架材料，制備鐵卟啉金屬-有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶復(fù)合物，以魯米諾和葡萄糖為化學(xué)發(fā)光底物，利用所制備的納米酶/生物酶復(fù)合物的局域級(jí)聯(lián)催化特性，產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的高強(qiáng)度化學(xué)發(fā)光，進(jìn)行化學(xué)發(fā)光穩(wěn)定成像。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

以Zr⁴⁺為金屬中心、鐵卟啉為配體，使用水熱法，在120℃反應(yīng)12小時(shí)合成鐵卟啉金屬-有機(jī)框架材料，再在60℃真空干燥24小時(shí)得到紅棕色固體，儲(chǔ)存在4℃冰箱里。使用時(shí)將其分散在水中，和葡萄糖氧化酶溶液混合，在室溫下震蕩12小時(shí)，離心洗滌，得到鐵卟啉金屬-有機(jī)框架材料/葡萄糖氧化酶復(fù)合物。檢測(cè)化學(xué)發(fā)光性質(zhì)時(shí)，把上面合成的納米酶/生物酶復(fù)合物和魯米諾、葡萄糖溶液混合，用化學(xué)發(fā)光分析儀實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化(圖1)，或者利用CCD進(jìn)行成像分析(圖2)。

本體系能夠長(zhǎng)時(shí)間化學(xué)發(fā)光的原理：