基于殼聚糖和hrp的新型葡萄糖生物傳感器的研究[畢業(yè)論文+開題報告+文獻綜述]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　基于殼聚糖和HRP的新型葡萄糖生物傳感器的研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 環(huán)境工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要: 殼聚糖生物相容性好，對酶有很好的親和力，并能有效防止酶的

3、滲漏，因此本論文中將殼聚糖和葡萄糖氧化酶固定在電極表面。葡萄糖氧化酶催化溶液中的葡萄糖發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O2，溶液中的辣根過氧化酶(HRP)催化生成的H2O2分解成羥基自由基，羥基自由基不可逆地氧化非電活性的Amplex UltraRed生成水和具有電活性的resorufin（7-羥基-3H-吩噁-3-嗪酮）。Resorufin在大約-0.1V（vs.SCE）發(fā)生一個可逆的2電子還原的化學(xué)反應(yīng)生成dihydroresorufin而被檢

4、測，從而達到間接地檢測葡萄糖的目的。將Amplex UltraRed用于基于酶的生物傳感器的電化學(xué)研究，致力于制備響應(yīng)時間更快，靈敏度更高的葡萄糖傳感器。我們使用生物相容性好，對酶有很好的親和力，并能有效防止酶的滲漏的殼聚糖將葡萄糖氧化酶固定在電極表面從而制得一種新型的葡萄糖傳感器，并對此電極的電化學(xué)性質(zhì)進行了研究。該修飾電極對葡萄糖具有良好的電催化氧化作用,氧化峰電流的大小與葡萄糖的濃度呈良好的線性關(guān)系,線性范圍是0.8μmol/L～

5、324μmol/L,最低檢測限是0.4μmol/L(S/</p><p>　　關(guān)鍵詞: 殼聚糖 辣根過氧化酶(HRP) 葡萄糖傳感器</p><p>　　Abstract: Novel Electrochemical Assay for Glucose Biosensor Based. Amplex UltraRed and Horseradish Peroxidase. A nove

6、l method for low-level, low-potential electrochemical detection of glucose using a chemically activated redox mediator has been developed. This method is unique in that it utilizes a fluorogenic peroxide substrate, Ample

7、x UltraRed (N-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine),Upon peroxidase catalyzed turnover of H2O2 with Amplex UltraRed,the fluorescent and electroactive product resorufin </p><p>　　Keywords: Amplex UltraRed HRP gl

8、ucose biosensor</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………………………… Ⅰ </p><p>　　Abstract……………………………………………………………………………………………… Ⅱ</p><p&g

9、t;<b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　2 實驗部分3</b></p><p><b>　　2.1試劑3</b></p><p><b>　　2.2儀器3</b></p><p>　　2.3葡萄糖傳感器的制備3<

10、/p><p>　　3 結(jié)果與分析4</p><p>　　3.1 Amplex UltraRed和HRP對H2O2的電催化性質(zhì)研究4</p><p>　　3.2 Amplex UltraRed 和HRP催化H2O2的催化機理探討5</p><p>　　3.3 新型GOD/CHIT葡萄糖傳感器對葡萄糖的檢測7</p><

11、p>　　3.4新型GOD/CHIT葡萄糖傳感器的選擇性7</p><p>　　3.5新型葡萄糖傳感器對葡萄糖檢測的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性8</p><p><b>　　4 結(jié)論10</b></p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p><b>　　1 緒論&l

12、t;/b></p><p>　　葡萄糖是生命活動中不可缺少的一種物質(zhì)，它在人體內(nèi)能直接參與新陳代謝過程，是機體所需能量的主要來源，它在體內(nèi)被氧化成二氧化碳和水并同時供給熱量，或以糖原形式貯存。它能補充體內(nèi)水分和糖分,具有補充體液、供給能量、補充血糖、強心利尿、解毒等作用，還能促進肝臟的解毒功能，對肝臟有保護作用。糖尿病最常見的癥狀是糖代謝的混亂，它會導(dǎo)致血糖濃度的升高，如果得不到控制，就會引起生命危險。血糖

13、只是指血液中的葡萄糖而言，不包括果糖、半乳糖等單糖。正常人血糖處于動態(tài)平衡狀態(tài)，也就是說血糖只是在一個狹窄的范圍內(nèi)變動。多數(shù)人空腹血糖多在3.3～6.1mmol／L之內(nèi)，餐后半小時及1小時血糖不超過11.11mmol／L范圍。血糖的來源包括食物消化、吸收、肝內(nèi)儲存的糖原分解、從脂肪和蛋白質(zhì)糖異生等。血糖的去路，包括氧化轉(zhuǎn)為能量;轉(zhuǎn)化為糖原儲于肝臟、腎臟和肌肉中；轉(zhuǎn)變?yōu)橹竞偷鞍踪|(zhì)等其他營養(yǎng)成分加以儲存。人體調(diào)節(jié)血糖的重要系統(tǒng)和器官包括內(nèi)

14、分泌神經(jīng)系統(tǒng)。肝臟能通過儲存和釋放葡萄糖來調(diào)節(jié)血糖，神經(jīng)系統(tǒng)可通過對糖類的攝取、消化、利用和儲存等直接作用來調(diào)節(jié)血糖；也能通過內(nèi)分泌系統(tǒng)間接影響血糖；而內(nèi)分泌系統(tǒng)則可分泌多種激素調(diào)節(jié)</p><p>　　1962 年，Clark 和 Lyons[1]首先提出酶與電極結(jié)合的設(shè)想，他們將酶溶液夾在兩層透析膜之間形成一層薄的液層，再緊貼在pH 電極、氧電極和電導(dǎo)電極上，用于監(jiān)測液層中的反應(yīng)：1967年Updike和Hi

15、cks[2]采用當(dāng)時的最新方法，將葡萄糖氧化酶固定在氧電極表面，研制出世界上第一支葡萄糖傳感器，從此，能簡便、快速、準(zhǔn)確地測定葡萄糖濃度的葡萄糖氧化酶(GOD)傳感器的研究一直都是人們關(guān)注的熱點。近年來，葡萄糖傳感器的研究領(lǐng)域取得了較突出的進展．朱邦尚[]3等選用B-環(huán)糊精與戊二醛縮合成的B-環(huán)糊精聚合物（B-CDP）為主體，電媒介體，1’2-二甲基二茂鐵為客體，形成穩(wěn)定的主客體包絡(luò)物。用牛血清白蛋白/戊二醛交聯(lián)法，把葡萄糖氧化酶和主客

16、體包絡(luò)物固定到電極上，傳感器的穩(wěn)定性和使用壽命顯著提高。采用鉑絲電極經(jīng)鉑化處理制備的雜聚吡咯/GOD膜，葡萄糖酶電極穩(wěn)定性良好，間斷測定 3 個月，靈敏度仍達原來的70%左右。張國林[4]等采用乙基纖維素和乙炔黑導(dǎo)電復(fù)合材料制備固定化葡萄糖酶電極。結(jié)果表明：用環(huán)己烷洗去石蠟的導(dǎo)電復(fù)合材料/葡萄糖氧化酶生物傳感器具有粒狀結(jié)構(gòu)，有利于酶催化反應(yīng)。利用</p><p>　　使用氧化還原媒介體需要使用指示劑，為避免指示劑

17、可能具有氧化還原性質(zhì)而產(chǎn)生的爭議,我們使用了本身沒有電活性的媒介體（Amplex UltraRed）,它能被酶與底物作用產(chǎn)生的H2O2氧化產(chǎn)生具有電活性的物質(zhì)（resorufin，7-羥基-3H-吩噁-3-嗪酮）[9]。Resorufin在大約-0.1V（vs.Ag/AgCl）[10]發(fā)生一個可逆的2電子還原的化學(xué)反應(yīng)生成dihydroresorufin[11]而被檢測。在這里，H2O2氧化Amplex UltraRed的反應(yīng)計量比是1

18、:1，由于生成resorufin，H2O2可以在更低的還原電位下被檢測。此傳感器有效避免了其他具有更高氧化電位的電活性物質(zhì)的干擾，提高了電極的壽命，降低了溶液由于pH變化而引起的水在高過電位下的發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。</p><p>　　本文中我們試圖將Amplex UltraRed用于基于酶的生物傳感器的電化學(xué)研究，致力于制備響應(yīng)時間更快，靈敏度更高的葡萄糖傳感器。我們使用生物相容性好，對酶有很好的親和力，并能有

19、效防止酶的滲漏的殼聚糖將葡萄糖氧化酶固定在電極表面從而制得一種新型的葡萄糖傳感器，并對此電極的電化學(xué)性質(zhì)進行了研究。由于Amplex UltraRed和HRP的引入，使得該傳感器具有較低的工作電位，避免了大多數(shù)還原性物質(zhì)的干擾。實驗結(jié)果表明，該傳感器具有較高的靈敏度及良好的抗干擾能力，并且具有制備簡單，穩(wěn)定性好，響應(yīng)時間短等特點。</p><p><b>　　2 實驗部分</b></

20、p><p><b>　　2.1試劑</b></p><p>　　Amplex UltraRed(Invitrogen,A36006,5×1mg); 辣根過氧化酶（HRP,上海麗珠東風(fēng)生物技術(shù)有限公司）;過氧化氫（30%H2O2,國藥集團化學(xué)試劑有限公司,AR）;葡萄糖氧化酶（GOD,EC1.1.3.4,133600U/g, type Ⅶ-S from Asper

21、gillus niger, Sigma）;葡萄糖（C6H12O6?H2O）；二甲亞砜（上海東懿化學(xué)試劑公司）；殼聚糖（CHIT，10mg/mL，用1％醋酸配成）；多巴胺(DA, Sigma);抗壞血酸（AA, Sigma）；300U/mL HRP溶于0.1M K2HPO4/0.05M檸檬酸的緩沖（McIlvaine buffer，pH 5.0）儲備液，實驗時稀釋至0.2 U/mL; 其余試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水。</p

22、><p><b>　　2.2儀器</b></p><p>　　電化學(xué)實驗所用儀器為CHI832B電化學(xué)分析儀（CHI公司，美國），論文中所有的電化學(xué)實驗均采用三電極體系：以玻碳電極（直徑3mm，日本東海株式會社）作電極，飽和甘汞電極（SCE，江蘇電分析儀器廠）為參比電極，鉑電極為對電極。</p><p>　　2.3葡萄糖傳感器的制備</p&g

23、t;<p>　　將玻碳電極分別用金相砂紙，氧化鋁粉末(0.05μm)在麂皮上打磨拋光成鏡面后，用二次去離子水沖洗，然后在硝酸(1:1體積比)，氫氧化鈉溶液(1.0mol/L)，丙酮及去離子水中各超聲洗滌5min，晾干待用。</p><p>　　稱取0.1g殼聚糖置于小燒杯中，加入1％的醋酸溶液10mL并攪拌2h，得到粘稠的10mg/mL殼聚糖溶液， 取此溶液和葡萄糖氧化酶溶液等體積混合，取2μL滴加

24、到玻碳電極上，自然晾干，待用。</p><p><b>　　3 結(jié)果與分析</b></p><p>　　3.1 Amplex UltraRed和HRP對H2O2的電催化性質(zhì)研究</p><p>　　用循環(huán)伏安法考察了Amplex UltraRed和HRP對雙氧水的催化性質(zhì)。圖1是玻碳電極在含0.2U/mL HRP 的pH 5.0 McIlva

25、ine buffer中在未加入（a,b）和加入(c,d)Amplex UltraRed時對1.0×10-3mol/L H2O2的循環(huán)伏安圖。在未加入Amplex UltraRed時，在-0.4V~0.2V電位區(qū)間內(nèi)HRP對H2O2并沒有催化效應(yīng)（圖1c）。而當(dāng)溶液中有Amplex UltraRed存在時（圖1d），當(dāng)掃描速率是100mv/s時，resorufin-dihydroresorufin電對的陽極電位Ep,a和陰極電位

26、Ep,c分別是-0.117V和-0.174V，表觀電動勢E0是-0.146V，E0=1/2(Ep,a+ Ep,c)，峰峰電位差Ep是57mV，這說明確實是溶液中的Amplex UltraRed催化H2O2的。</p><p>　　我們還用i-t法考察了Amplex UltraRed和HRP對H2O2的催化還原。圖2是玻碳電極在含0.2 U/mL HRP 和 50 μmol/L Amplex UltraRed 的M

27、cIlvaine buffer緩沖溶液(pH 5.0)中對H2O2的i-t曲線，工作電位為-0.1V。在2.0×10-7mol/L～3.0×10-5mol/L范圍內(nèi)還原峰電流與H2O2濃度呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)是0.9964，檢測下限為1.0×10-7mol/L（S/N＝3）。</p><p>　　3.2 Amplex UltraRed 和HRP催化H2O2的催化機理探討&l

28、t;/p><p>　　圖示1為通過Amplex UltraRed檢測氧化酶產(chǎn)生的H2O2的信號轉(zhuǎn)換方式：葡萄糖氧化酶催化溶液中的葡萄糖發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O2，溶液中的辣根過氧化酶(HRP)催化生成的H2O2分解成羥基自由基，羥基自由基不可逆地氧化Amplex UltraRed生成水和具有電活性的resorufin。Resorufin在大約-0.1V（vs.SCE）發(fā)生一個可逆的2電子還原的化學(xué)反應(yīng)生成dihydro

29、resorufin而被檢測，從而達到間接地檢測葡萄糖的目的。</p><p>　　其中Amplex UltraRed 在HRP催化下發(fā)生如下的反應(yīng)：</p><p>　　3.3 新型GOD/CHIT葡萄糖傳感器對葡萄糖的檢測</p><p>　　圖3是在-0.1V工作電位，用i-t曲線來測定GOD/CHIT修飾電極對葡萄糖的響應(yīng)電流。實驗結(jié)果表明：制得的傳感器對葡萄

30、糖具有較快的響應(yīng)時間，在10s內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)電流的95%，同時還原峰電流與葡萄糖濃度在8.0×10-7～3.0×10-5mol/L范圍內(nèi)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)是0.9989，檢測下限為4.0×10-7mol/L（S/N＝3）。</p><p>　　根據(jù)lineweaver-burk公式1/Icat=1/Imax+Kmapp/ImaxCglucose可計算米氏常數(shù)(Kmapp)，式

31、中，Icat是加入底物后測得的穩(wěn)態(tài)電流，Cglucose是底物濃度，Imax是加入飽和底物后測得的最大電流[12]。米氏常數(shù)是酶-底物動力學(xué)的特征參數(shù)，較低的米氏常數(shù)表明較高的催化能力，這里算得Kmapp為21.78μmol/L，文獻曾報道過PB修飾電極對葡萄糖的Kmapp為200±30μmol/L[13],表明我們所采用的Amplex UltraRed和HRP對葡萄糖具更高的催化活性（Kmapp越小，催化活性越高）。<

32、/p><p>　　3.4新型GOD/CHIT葡萄糖傳感器的選擇性</p><p>　　在實際樣品中，許多共存物質(zhì)可能會干擾傳感器的響應(yīng)，比如：抗壞血酸（AA），多巴胺(DA)等。由于我們是在-0.1V的工作電位下，這些干擾物質(zhì)很難被還原，從而可以大大降低干擾。如圖4所示，以GOD/CHIT修飾電極為工作電極，在含0.2 U /mL HRP 和 50 μmmol /L Amplex UltraR

33、ed 的McIlvaine buffer緩沖溶液（pH 5.0）中依次加入不同濃度的干擾物質(zhì)（2×10-6mol/L 葡萄糖，1×10-6mol/L DA, 2.0×10-4mol/L AA及5μL緩沖溶液）來考察傳感器的選擇性。從圖4可以看出，當(dāng)加入葡萄糖之后，響應(yīng)電流迅速增加，并在短時間內(nèi)達到平衡。而加入DA, AA及緩沖溶液后響應(yīng)電流值幾乎沒有發(fā)生變化，這說明GOD/CHIT修飾電極對葡萄糖的檢測具有

34、良好的選擇性。</p><p>　　3.5新型葡萄糖傳感器對葡萄糖檢測的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性</p><p>　　將GOD/CHIT修飾電極放在含0.2 U/mL HRP 和 50 μmol/L Amplex UltraRed 的McIlvaine buffer緩沖溶液中重復(fù)進樣6次，如圖5所示，所得響應(yīng)電流的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.85%。相同條件下制備4根電極對1×10-6mol/L葡萄

35、糖的響應(yīng)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差是3.85%。這說明用該方法制得的修飾電極的性質(zhì)穩(wěn)定，重現(xiàn)性較好。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　本文使用生物兼容性好的殼聚糖固定葡萄糖氧化酶于玻碳電極上，使用了本身無電活性的染料媒介體（Amplex UltraRed），該媒介體可以被葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖時產(chǎn)生的H2O2催化而生成具有電化學(xué)活性的物質(zhì)（

36、resorufin）,從而間接地檢測葡萄糖。由于是在-0.1V的工作電位下，避免了大多數(shù)還原性物質(zhì)的干擾，顯著提高了該電極的選擇性，同時該電極具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好、制備簡單等優(yōu)點。此方法為其他以H2O2為產(chǎn)物的酶電極的構(gòu)筑提供了一個參考，預(yù)計在生命科學(xué)中得到進一步的應(yīng)用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] Clark .L.

37、C., Jr. and Lyons. C: Ann. N. Y. Acad. Sci 1962,102,29</p><p>　　[2] Updick, S. J. and Hicks, G. P.: Science 1967,158,27</p><p>　　[3] 朱邦尚，應(yīng)太林：β—CDP—1,1‘二甲基二茂鐵主客鐵葡萄糖生物傳感器，上海大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版1999，04，353-3

38、56</p><p>　　[4] 張國林,潘獻華,闞錦晴： 導(dǎo)電復(fù)合材料葡萄糖氧化酶傳感器的研究，物理化學(xué)學(xué)報2003，19（6），533-537</p><p>　　[5] 劉紅敏,劉春秀,姜利英,劉劍,楊慶德,郭宗慧,王利,蔡新霞：鋨聚合物修飾的低濃度葡萄糖傳感器制備與響應(yīng)特性研究，傳感技術(shù)學(xué)報，2008，21（2），215-218</p><p>　　[6]

39、羅細亮，徐靜娟，陳洪淵：場效應(yīng)晶體管生物傳感器，2004，10</p><p>　　[7] 王存嫦，魯亞霜，陽明輝，沈國勵：基于鉑納米線陣列的葡萄糖傳感器，化學(xué)傳感器2007，03，29-33</p><p>　　[8] 朱俊杰：基于納米材料的辣根過氧化物酶電化學(xué)傳感器的構(gòu)建，化學(xué)傳感器2005，02，25-25</p><p>　　[9] Puganova, E.

40、 A.; Karyakin, A. A. Sens. Actuators, B 2005, B109, 167-170</p><p>　　[10] Gajovic-Eichelmann, N.; Bier, F. F. Electroanalysis 2005, 17, 1043-1050</p><p>　　[11] Twigg, R. S. Nature 1945, 155, 401

41、-402</p><p>　　[12] Kamin,R.A,;Wilson,G.S.Anal.Chem.1980.52.1198</p><p>　　[13] YuqingLin,KunLiu,et al.Anal.Chem.2007,79,9577-9583</p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p>

42、;　　葡萄糖生物傳感器的進展過程及研究成果</p><p>　　摘要：總結(jié)了葡萄糖生物傳感器研究的發(fā)展過程；闡述了第一代經(jīng)典葡萄糖酶電極、第二代傳遞介體傳感器及第三代直接傳感器的原理和特性，并介紹了其它類型的葡萄糖傳感器技術(shù)及產(chǎn)品，部分產(chǎn)品在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。最后，總結(jié)和展望了葡萄糖生物傳感器研究及應(yīng)用的發(fā)展趨勢。</p><p>　　關(guān)鍵詞：葡萄糖；生物傳感器；醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；進展</p&g

43、t;<p>　　引言：葡萄糖傳感器是生物傳感器領(lǐng)域研究最多、商品化最早的生物傳感器。葡萄糖生物傳感器的發(fā)展基于兩個方面的技術(shù)基礎(chǔ)：第一，葡萄糖是動物和植物體內(nèi)碳水化合物的主要組成部分，葡萄糖的定量測定在生物化學(xué)、臨床化學(xué)和食品分析中都占有很重要的位置，其分析方法的研究一直引起人們的關(guān)注。特別是臨床檢驗中對血糖分析技術(shù)的需求，促進了葡萄糖酶分析方法建立；第二，1954年，Clark建立了氧電極分析方法。1956年又對極譜式氧

44、電極進行了重大改進，使使活體組織氧分壓的無損測量成為可能，并首次提出了氧電極與酶的電化學(xué)反應(yīng)理論。根據(jù)Clark電極理論，自20世紀(jì)60年代開始，各國科學(xué)家紛紛開始葡萄糖傳感器的研究。經(jīng)過近半個世紀(jì)的努力，葡萄糖傳感器的研究和應(yīng)用已有了很大的發(fā)展，在食品分析、發(fā)酵控制、臨床檢驗等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。</p><p>　　1 經(jīng)典葡萄糖酶電極</p><p>　　1962年，Clar

45、k和Lyon發(fā)表了第一篇關(guān)于酶電極的論文[2]。1967年Updik和Hicks首次研制出以鉑電極為基體的葡萄糖氧化酶（GOD）電極。用于定量檢測血清中的葡萄糖含量[3]。這標(biāo)志著第一代生物傳感器的誕生。</p><p>　　該方法中葡萄糖氧化酶固定在透析膜和氧穿透膜中間，形成一個“三明治”的結(jié)構(gòu)，再將此結(jié)構(gòu)附著在鉑電極的表面。在施加一定電位的條件下，通過檢測氧氣的減少量來確定葡萄糖的含量。由于大氣中氧氣分壓的變

46、化，會導(dǎo)致溶液中溶解氧濃度的變化，從而影響測定的準(zhǔn)確性[4]。</p><p>　　為了避免氧干擾，1970年，Clark對其設(shè)計的裝置進行改進后，可以較準(zhǔn)確地測定H2O2</p><p>　　的產(chǎn)生量，從而間接測定葡萄糖的含量[5]。此后，許多研究者采用過氧化氫電極作為基礎(chǔ)電極，其優(yōu)點是，葡萄糖濃度與產(chǎn)生的H2O2有當(dāng)量關(guān)系，不受血液中氧濃度變化的影響。</p><p

47、>　　早期的H2O2電極屬于開放型，即鉑電極直接與樣品溶液接觸，干擾比較大?，F(xiàn)在的商品化都是隔膜型（Clark）型，即通過一層選擇性氣透膜（聚乙烯膜獲tefion膜）將電極與外溶液隔開。這樣在用于生物樣品測定時，可以阻止抗壞血酸、谷胱甘肽、尿素等許多還原性物質(zhì)的干擾。同時，葡萄糖氧化酶的固定化技術(shù)也逐步發(fā)展和完善，這些研究包括聚乙烯碳酸酯膜和多孔膜包埋法、重氮化法、牛血清蛋白（BSA）-多聚甲醛膜法、牛血清白蛋白-戊二醛交聯(lián)法等。

48、1972年，Guilbault在鉑電極上覆蓋一層摻有葡萄糖氧化酶的選擇性膜，保存10個月后相應(yīng)電極上響應(yīng)的穩(wěn)定電流只減少了0.1%，從而制得具有較高穩(wěn)定性和測量準(zhǔn)確性的葡萄糖生物傳感器[6]。這一技術(shù)被美國Yellow Spring Instrument(YSI)公司采用，于1975年首次研制出全球第一個商業(yè)用途的葡萄糖傳感器。</p><p>　　目前，葡萄糖酶電極測定儀已經(jīng)有各種型號商品，并在許多國家普遍應(yīng)用

49、。我國第一臺葡萄糖生物傳感器于1986年研制成功，商品化產(chǎn)品主要有SBA葡萄糖生物傳感器[7]。該傳感器選用固定化葡萄糖氧化酶與過氧化氫電極構(gòu)成酶電極葡萄糖生物傳感分析儀，每次進樣兩25uL，進樣后20s可測出樣品中葡萄糖含量，在10～1000mg/L范圍內(nèi)具良好的線性關(guān)系，連續(xù)測定20次的變異系數(shù)小于2%。 </p><p>　　2 介體葡萄糖酶電極</p><p>　　在葡萄糖氧化酶電

50、極中引入化學(xué)介體（chemical mediator）取代O2/H2O2，作用是把葡萄糖氧化酶氧化，使之再生后循環(huán)使用，而電子傳遞介體本身被還原，又在電極上被氧化。利用電子傳遞介體后，既不涉及O2，也不涉及H2O2，而是利用具有較低氧化電位的傳遞介體在電極上產(chǎn)生的氧化電流，在測定葡萄糖時，可以避免其他電活性物質(zhì)的干擾，提高了測定的靈敏度和準(zhǔn)確性。</p><p>　　Cass等[8]將ＧＯＤ固定在石墨電極（gra

51、phite electrode）上，以水不溶性二茂鐵單竣酸為介體。在電極對葡萄糖的響應(yīng)過程中，二茂鐵離子作為GOD的氧化劑，并在酶反應(yīng)與電極過程之間迅速傳遞電子。將二茂鐵修飾硅氧烷聚合物與葡萄糖氧化酶混合，由此制成的傳感器性能更穩(wěn)定、電子傳遞速率較高[9]。</p><p>　　常用的電子媒介體包括二茂鐵及其衍生物、有機染料、醌及其衍生物、四硫富瓦烯（TIF）、四氰基奎諾二甲烷（TCNQ）、富勒烯和導(dǎo)電有機鹽等[

52、10]。但這些有機低分子媒介體化合物容易從酶層中擴散出來進入底物溶液中，造成傳感器的穩(wěn)定性較差，從而限制了生物傳感器的使用范圍。解決這個問題的方法之一是使用高分子媒介體化合物，如變價過渡金屬離子型和有機氧化還原型等氧化還原聚合物[11]。</p><p>　　Paul等將二茂鐵及1，1ˊ-二甲基二茂鐵通過化學(xué)鍵連接到不溶性的硅氧烷聚合物的主鏈上，用作葡萄糖酶傳感器的電子媒介體。這種高分子媒介體能夠有效地降低傳感器

53、的工作電位，并且能夠消除來自其他電活性物質(zhì)的干擾。制成的傳感器的突出優(yōu)點是響應(yīng)速度快，電流達到穩(wěn)態(tài)值的時間不足10s。</p><p>　　朱邦尚等選用B-環(huán)糊精與戊二醛縮合成的B-環(huán)糊精聚合物（B-CDP）為主體，電媒介體，1’2-二甲基二茂鐵為客體，形成穩(wěn)定的主客體包絡(luò)物。用牛血清白蛋白/戊二醛交聯(lián)法，把葡萄糖氧化酶和主客體包絡(luò)物固定到電極上，傳感器的穩(wěn)定性和使用壽命顯著提高。采用鉑絲電極經(jīng)鉑化處理制備的雜聚

54、吡咯/GOD膜，葡萄糖酶電極穩(wěn)定性良好，間斷測定3 個月，靈敏度仍達原來的70%左右[12]。</p><p>　　3 直接葡萄糖酶電極</p><p>　　第三代生物傳感器就是在無媒介體存在下，利用酶與電極間的直接電子傳遞設(shè)計制作葡萄糖傳感器。與經(jīng)典酶電極和介體酶電極相比，既不需要氧分子，也不需要化學(xué)介體分子作為電機受體，通常也不需要固定化載體，而是將酶共價鍵合到化學(xué)修飾電極上，或?qū)⒚?/p>

55、固定到多孔電聚合物修飾電極上，使酶氧化還原活性中心與電極接近，直接電子傳遞就能夠相對容易地進行，從而使電極的響應(yīng)速度更快、靈敏度更高，真正實現(xiàn)酶的專一和高效催化。通常采用的固定化酶材料有有機導(dǎo)電聚合物膜、有機導(dǎo)電復(fù)合材料膜、金屬納米顆?；蚪饘俸头墙饘偌{米顆粒等[13]。</p><p>　　1992年，koopal等將聚吡咯（PPY）微管用于固定化GOD。其方法是通過模板合成法，將吡咯聚合在金屬電極刻蝕膜上，接著

56、，讓GOD牢固地吸附在聚吡咯微管內(nèi)構(gòu)成GOD/PPY傳感器。所用的徑跡刻蝕膜通常由聚酯和聚碳酸酯構(gòu)成，GOD在微管內(nèi)保持生物活性。由于聚吡咯、聚噻吩等共軛的聚合導(dǎo)電物質(zhì)能在徑跡刻蝕膜孔中形成微管，有人認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)能把酶氧化還原活性中心與電極連接起來，由此制成的生物傳感器具有選擇性好、靈敏度高的特點。Koopal等把這一方法進一步改進，采用均勻的乳膠微粒作為聚吡咯和酶固定時所依附的多孔基體材料，由此制成的葡萄糖生物傳感器對葡萄糖測定的線性

57、響應(yīng)范圍為1～60mmol/L。</p><p>　　張國林等采用乙基纖維素和乙炔黑導(dǎo)電復(fù)合材料制備固定化葡萄糖酶電極。結(jié)果表明：用環(huán)己烷洗去石蠟的導(dǎo)電復(fù)合材料/葡萄糖氧化酶生物傳感器具有粒狀結(jié)構(gòu)，有利于酶催化反應(yīng)。利用普魯士藍（PB）膜修飾的鉑盤葡萄糖電極能有效消除抗壞血酸、尿酸的干擾[14]。</p><p>　　基于金納米粒子修飾的葡萄糖酶電極已有大量的研究報道。這主要是因為金納米的

58、良好的導(dǎo)電性、生物相容性、小尺寸效應(yīng)以及量子尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等，使得納米微粒呈現(xiàn)出許多奇異的物理、化學(xué)性質(zhì)，從而大大減小了電子在給體與受體之間的距離，提高了電極與電子之間的傳遞速率[15]。</p><p>　　蔡新霞等將鋨氧化還原聚合物與辣根過氧化酶共價交聯(lián)修飾薄膜金電極，使用戊二醛交聯(lián)固定葡萄糖氧化酶制得葡萄糖傳感器。該傳感器在-0.1V（vs.Ag︱AgCl）電位下，背景電流小于1nA，檢出限為1uM

59、，小于400uM范圍內(nèi)靈敏度為2900（uM/umol/L）（相關(guān)系數(shù)R=0.998），實現(xiàn)了低濃度葡萄糖的測定，為發(fā)展高靈敏度、低檢測限、高穩(wěn)定性的無創(chuàng)血糖檢測傳感器奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　4 其它葡萄糖傳感器</p><p>　　隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，不同的加工方法及換能器用于生物傳感器的制備，由此產(chǎn)生了各種類型的葡萄糖傳感器。</p><p>　　

60、4.1 生物燃料電池</p><p>　　生物燃料電池根據(jù)生物催化劑直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的特性來設(shè)計的一種生物傳感器。按采用催化劑的不同，可分為微生物燃料電池和酶生物燃料電池。近年來，有關(guān)的研究進展主要是酶修飾電極的生物燃料電池[16]，如Mano等設(shè)計的一種微型酶生物燃料電池，該電池有兩根涂有生物催化劑的碳纖維，其中陽極為葡萄糖氧化酶GOD。將碳纖維直接插入葡萄糖溶液時，工作電壓為0.52V，輸出功率為2.4

61、uW。</p><p><b>　　4.2 酶熱敏電阻</b></p><p>　　熱生物傳感器（thermal biosensor或calorimetric biosensor）是根據(jù)酶促反應(yīng)熱釋放量的變化來檢測底物，換能器采用高靈敏度酶熱敏電阻。如用己糖激酶熱敏電阻傳感器測定葡萄糖，分析精度和工作壽命符合臨床要求。Amine等報道了一種微型化的熱流動注射分析生物傳

62、感器，該傳感器與微透析探針偶聯(lián)，能夠連續(xù)測定皮下葡萄糖。傳感器的響應(yīng)可以保持24h恒定。響應(yīng)時間為85s，測定能力為42次/h。</p><p><b>　　4.3 光傳感器</b></p><p>　　20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)以光學(xué)信號為檢測指標(biāo)的生物傳感器，形成了光纖生物傳感器（fiber optical biosensor）。如在魯米諾（Luminol）發(fā)光系

63、統(tǒng)中，葡萄糖氧化酶固定在碳糊電極上，制成光導(dǎo)纖維電化學(xué)發(fā)光葡萄糖生物傳感器。傳感器的信號響應(yīng)在10s內(nèi)達到發(fā)光強度峰值。葡萄糖濃度在1.0×10-5～2.0×10-2mol/L范圍內(nèi)與發(fā)光強度呈線性關(guān)系，檢出限為6.4×10-6mol/L，可應(yīng)用于市售飲料中葡萄糖的測定[17]。</p><p><b>　　4.4 微型酶電極</b></p>&l

64、t;p>　　20世紀(jì)90年代，微機械、微加工技術(shù)的迅速發(fā)展為微型生物傳感器化提供了極其堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，各種微電極的研究與應(yīng)用取得了許多進展[18]。如采用與IC兼容的硅作為基底材料，利用MEMS加工工藝，采用硅腐蝕及SU8微反應(yīng)池方法制成了新型微電極傳感器。與傳統(tǒng)的電流型傳感器相比，該傳感器有較小的敏感面積（1mm×1mm），較低的檢測下限（1×10-4mol/L），較寬的檢測范圍（1×10-4～1&

65、#215;10-2mol/L），較好的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性，以及易于與處理電路集成等優(yōu)點。</p><p>　　4.5 微生物傳感器</p><p>　　利用微生物細胞代謝過程中產(chǎn)生大量酶的特點，選擇能夠大量生成葡萄糖氧化酶的微生物細胞。將其固定在某種載體上而制成的細胞傳感器不僅具有酶傳感器的所有優(yōu)點。同時也克服了酶傳感器的缺點，使用壽命長、性質(zhì)穩(wěn)定、成本低、易于保存等。采用熒光反應(yīng)作為檢測方

66、法時，葡萄糖的濃度在1.0×10-4～3.6×10-7mol/L的濃度范圍內(nèi)與熒光強度成線性關(guān)系[19]。</p><p>　　4.6 絲網(wǎng)印刷傳感器</p><p>　　絲網(wǎng)印刷傳感器是酶電極方法與絲網(wǎng)印刷技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種全新概念的生物傳感器。上世紀(jì)80年代以來，基于絲網(wǎng)印刷電極的生物傳感器的研究方面已經(jīng)有大量報道。其顯著特點是能夠大批量生產(chǎn)重現(xiàn)性好的生物傳感器，

67、而且成本很低，可以一次性使用。最早的絲網(wǎng)印刷傳感器主要集中在血糖的測定方面。最典型的例子是手掌型葡萄糖傳感器以及動態(tài)血糖連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)[20]。</p><p><b>　　5 結(jié)語</b></p><p>　　從1962年第一個生物傳感器的誕生開始，葡萄糖傳感器在整個生物傳感器發(fā)展過程中的各個階段都占有重要的地位。在商品化方面，葡萄糖生物傳感器的應(yīng)用是其它任何生物傳感

68、器所不能比擬的，如全世界每年用于血糖測試的酶電極產(chǎn)量已達到數(shù)十億支，另外，發(fā)酵工業(yè)中，葡萄糖傳感器已廣泛應(yīng)用于原料分析和過程控制等。在研究領(lǐng)域，與其他生物傳感器相比，葡萄糖傳感器發(fā)表論文的比例一直占據(jù)首位。近年來，納米生物傳感器及DNA 生物傳感器的研究報道迅速增加，特別是納米生物傳感器在2001～2008年期間的論文總量大大超過葡萄糖傳感器，但葡萄糖生物傳感器在整個傳感器研究報道的比例沒有大的變化。這是因為許多新型生物傳感器的研究同葡

69、萄糖傳感器有關(guān)。隨著納米技術(shù)、微細加工等技術(shù)的應(yīng)用，超分子化學(xué)的概念及分子識別、分子設(shè)計的技術(shù)已滲透到傳感器的設(shè)計中，使葡萄糖生物傳感器的制備及其應(yīng)用更加廣泛，在過程分析、活體檢測等方面發(fā)揮越來越重要的作用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]張先恩.生物傳感器[M].北京：工業(yè)出版社，2006</p><p&

70、gt;　　[2]CLARKL C，LYONS C. Electrode Systems for Continuous Monitoring in Cardinovascular Surgery[J]. Ann N YAcad Sci, 1962,102:29-45</p><p>　　[3] UPDIKE SJ, HICKS G P. The Enzyme Eletrode[J]. Nature,1967,214

71、:986-988</p><p>　　[4] 伍林, 曹淑超, 易德蓮, 劉娟, 秦曉蓉, 歐陽兆輝. 酶生物.傳感器的研究進展[J]. 傳感器技術(shù),2005,24:(7):4-9</p><p>　　[5] CLARKL C. Reduction of Iron Content in Bleaching Fibrous Cellulose: US Patent, 3 539 445[P]

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74、ometric Glycolate Sensors Based on Glycolate Oxidase and Polymeric Electron Transfer Mediators[J]. Analytica Chimica Acta, 1990, 228:31-37</p><p>　　[10] 郭黎平, 孫長青, 高倩. 四硫富瓦烯修飾鉑為葡萄糖傳感器的研究[J]. 東北師大學(xué)報(自然科學(xué)版),199

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76、淑超，易德蓮, 劉娟, 秦曉蓉, 歐陽兆輝. 酶生物傳感器的研究進展[J]. 傳感器技術(shù),2005,24(7):4-6</p><p>　　[14] 王榮, 郭曉明, 吳霞琴, 章宗穰. 基于普魯士藍(PB) 膜修飾鉑電極的葡萄糖傳感器的研究[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用,2001,13(4):380-382</p><p>　　[15] 江麗萍, 吳霞琴, 朱柳菊, 賈能勤, 章宗攘. 基于金

77、納米的第三代平面型葡萄糖傳感器的研究[J]. 上海師范大學(xué)學(xué)報.2003.32(1):48-51</p><p>　　[16] 呂豐, 許鑫華, 生物燃料電池酶電極電化學(xué)性能研究[J]. 國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志,2006,29(2):65-68</p><p>　　[17] 朱連德, 朱果逸. 光導(dǎo)纖維電化學(xué)發(fā)光葡萄糖傳感器的研究[J]. 分析試驗室,2001，20(5):89-91<

78、/p><p>　　[18] 章宗攘, 吳霞琴, 張國雄, 朱建中. 基于微電子技術(shù)的微型化學(xué)與生物傳感器[J]. 化學(xué)傳感器,2001,21(3):13-14</p><p>　　[19] 朱龍, 李元宗, 慈云祥. 應(yīng)用于檢測體液中葡萄糖含量的微生物傳感器研究[J]. 化學(xué)學(xué)報,2002,60(4):692-697</p><p>　　[20] 胡軍. 動態(tài)血糖連續(xù)測

79、定系統(tǒng)[J]. 傳感器世界,2005,10:21-24</p><p><b>　　開題報告</b></p><p>　　基于殼聚糖和HPR的新型葡萄糖生物傳感器的研究</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　血糖只是指血液中的葡萄糖而言，不包括果糖、半乳糖等單糖。正常人血糖處于動態(tài)平衡狀態(tài)，也就是

80、說血糖只是在一個狹窄的范圍內(nèi)變動。多數(shù)人空腹血糖多在3，3～6．1mmol／L之內(nèi)，餐后半小時及1小時血糖不超過11．11mmol／L范圍。血糖的來源包括食物消化、吸收、肝內(nèi)儲存的糖原分解、從脂肪和蛋白質(zhì)糖異生等。血糖的去路，包括氧化轉(zhuǎn)為能量;轉(zhuǎn)化為糖原儲于肝臟、腎臟和肌肉中；轉(zhuǎn)變?yōu)橹竞偷鞍踪|(zhì)等其他營養(yǎng)成分加以儲存。人體調(diào)節(jié)血糖的重要系統(tǒng)和器官包括內(nèi)分泌神經(jīng)系統(tǒng)。肝臟能通過儲存和釋放葡萄糖來調(diào)節(jié)血糖，神經(jīng)系統(tǒng)可通過對糖類的攝取、消化、

81、利用和儲存等直接作用來調(diào)節(jié)血糖；也能通過內(nèi)分泌系統(tǒng)間接影響血糖；而內(nèi)分泌系統(tǒng)則可分泌多種激素調(diào)節(jié)血糖。肝臟、神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)共同合作，維護著血糖的穩(wěn)定。</p><p>　　目前只有通過控制血糖濃度的方法來控制糖尿病發(fā)病率，因此創(chuàng)建一種快速、穩(wěn)定、精確測定血糖濃度的方法成為研究者關(guān)注的焦點。</p><p>　　二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài) </p><p>　　生

82、物傳感器研究起源于20世紀(jì)的60年代，1967年Updike[1]和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧電極組裝在一起，首先制成了第一種生物傳感器，即葡萄糖酶電極。到80年代生物傳感器研究領(lǐng)域已基本形成。其標(biāo)志性事件是：1985年“生物傳感器”國際刊物在英國創(chuàng)刊；1987年生物傳感器經(jīng)典著作在牛津出版社出版；1990年首屆世界生物傳感器學(xué)術(shù)大會在新加坡召開，并且確定以后每隔二年召開一次。</p><p>

83、;　　此后包括酶傳感器的生物傳感器研究逐漸興旺起來，從用一種或多種酶作為分子識別元件的傳感器，逐漸發(fā)展設(shè)計出用其他的生物分子作識別元件的傳感器，例如酶—底物、酶—輔酶、抗原—抗體、激素—受體、DNA雙螺旋拆分的分子等，把它們的一方固定化后都可能作為分子識別元件來選擇地測量另一方。除了生物大分子以外，還可以用細胞器、細胞、組織、微生物等具有對環(huán)境中某些成分識別功能的元件來作識別元件。甚至可以用人工合成的受體分子與傳感器結(jié)合來測定微生物、細

84、胞和相關(guān)的生物分子。</p><p>　　與生物活性材料組合的傳感器可以是多種類型的物理或化學(xué)傳感器，如電化學(xué)（電位測定、電導(dǎo)測定、阻抗測定）、光學(xué)（光致發(fā)光、共振表面等離子體）、機械（杠桿、壓電反應(yīng)）、熱（熱敏電阻）或者電（離子或者酶場效應(yīng)晶體管）等等。所有這些具有生物識別功能的組合體通稱為生物傳感器。</p><p>　　中國生物傳感器研究始于20世紀(jì)八十年代初，從事生物傳感器研究的科

85、研機構(gòu)有中國科學(xué)院微生物所、中國科學(xué)院上海生化所、上海冶金所、中國科學(xué)院武漢病毒所、華東理工大學(xué)和山東省科學(xué)院生物研究所等單位，直至今日，這些單位仍在生物傳感器領(lǐng)域進行著創(chuàng)新研究和開發(fā)。最早展開生物傳感器的研討活動是1986年由中國微生物協(xié)會酶工程專業(yè)技術(shù)委員會組織的第一屆工業(yè)生化及酶工程全國學(xué)術(shù)會議。中國酶工程專業(yè)技術(shù)委員對這一領(lǐng)域的國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流起到很好的作用，其活動包括定期召開的全國性酶工程學(xué)術(shù)會議和每隔二年一次的中日酶工程學(xué)術(shù)會

86、議，其中生物傳感器都是重要的研討議題。</p><p>　　20世紀(jì)九十年代至今我國生物傳感器研究隊伍逐漸擴大，其標(biāo)志之一是近10年來在中國國內(nèi)期刊上發(fā)表的以生物傳感器為關(guān)鍵詞的論文總數(shù)達到650篇，其中2003年的論文數(shù)量比1994年增加了約一倍。近十年的該領(lǐng)域?qū)＜业难芯勘尘耙矎纳飳W(xué)擴大到化學(xué)和電子學(xué)。1999年這一領(lǐng)域主要研究單位和專家集體編撰的專著“中國生物傳感器進展”一書在美國出版［2］，表明了生物傳感

87、器領(lǐng)域?qū)W科相互交叉的趨勢。</p><p>　　當(dāng)前我國生物傳感器產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀和市場特點是：我國自主研發(fā)生物傳感器產(chǎn)品及跨國企業(yè)集團在中國推出的產(chǎn)品共存并相互競爭。一些掌握生物傳感器技術(shù)的跨國大企業(yè)集團，看好被稱為“世界工廠”的中國市場，采取技術(shù)輸出的途徑，吸收我國的技術(shù)力量和銷售途徑，在我國市場上進行生物傳感器的開發(fā)、產(chǎn)品制造和銷售。一部份海外留學(xué)歸國的生物傳感器專門人才也將自己的成果在中國轉(zhuǎn)化并設(shè)廠辦企業(yè)。家用

88、保健類生物傳感器技術(shù)已率先較好地實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化突破，取得了顯著經(jīng)濟效益。固定化酶生物傳感器作為一類多品種的精密科學(xué)儀器，支撐了一部份生物技術(shù)過程檢測，對傳統(tǒng)生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造具有重要意義。我國生物傳感器產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)的空前繁榮景象代表了當(dāng)前世界生物傳感器產(chǎn)業(yè)的主要潮流。而基于金納米棒-殼聚糖復(fù)合膜的葡萄糖生物傳感器[3]、無酶葡萄糖傳感器[4]、可拋棄型葡萄糖傳感器[5]、超分子靜電自組裝制備新型葡萄糖生物傳感器[6]、磁性納米粒子固定葡萄糖氧化

89、酶修飾電極電致化學(xué)發(fā)光葡萄糖傳感器[7], 納米鉑顆粒修飾薄膜金電極的新型葡萄糖傳感器[8]，等等都為我國研究成果。</p><p>　　三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、難點及預(yù)期達到的目標(biāo)</p><p><b>　　研究內(nèi)容</b></p><p>　　殼聚糖生物相容性好，對酶有很好的親和力，并能有效防止酶的滲漏，因此將殼

90、聚糖和葡萄糖氧化酶固定在電極表面。葡萄糖氧化酶催化溶液中的葡萄糖發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O2，溶液中的辣根過氧化酶(HRP)催化生成的H2O2分解成羥基自由基，羥基自由基不可逆地氧化非電活性的Amplex UltraRed生成水和具有電活性的resorufin（7-羥基-3H-吩噁-3-嗪酮）。Resorufin在大約-0.1V（vs.SCE）發(fā)生一個可逆的2電子還原的化學(xué)反應(yīng)生成dihydroresorufin而被檢測，從而達到間接地檢測

91、葡萄糖的目的。通過電化學(xué)方法研究該修飾電極對H2O2的電化學(xué)性質(zhì)，并對其催化機理進行探討，考查該修飾電極的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。最后我們試圖制備一種響應(yīng)時間更快，靈敏度更高的葡萄糖傳感器。</p><p><b>　　研究方法：</b></p><p>　　1葡萄糖傳感器的制備</p><p>　　2 Amplex UltraRed和HRP對

92、H2O2的電催化性質(zhì)研究</p><p>　　3 Amplex UltraRed 和HRP催化H2O2的催化機理探討</p><p>　　4新型GOD/CHIT葡萄糖傳感器對葡萄糖的檢測</p><p>　　5新型GOD/CHIT葡萄糖傳感器的選擇性：考查實際樣品中，一些共存物質(zhì)對傳感器的干擾，從而考查該修飾電極對葡萄糖檢測的選擇性</p><p

93、>　　6新型葡萄糖傳感器對葡萄糖檢測的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性</p><p><b>　　難點：</b></p><p>　　使用氧化還原媒介體需要使用指示劑，需要尋找沒有干擾的指示劑，指示劑可能具有氧化還原性質(zhì)而產(chǎn)生爭議，需要使用了本身沒有電活性的媒介體。</p><p><b>　　預(yù)期目標(biāo)：</b></p>

94、<p>　　將Amplex UltraRed用于基于酶的生物傳感器的電化學(xué)研究，致力于制備響應(yīng)時間更快，靈敏度更高的葡萄糖傳感器。我們使用生物相容性好，對酶有很好的親和力，并能有效防止酶的滲漏的殼聚糖將葡萄糖氧化酶固定在電極表面從而制得一種新型的葡萄糖傳感器，并對此電極的電化學(xué)性質(zhì)進行了研究。由于Amplex UltraRed和HRP的引入，使得該傳感器具有較低的工作電位，避免了大多數(shù)還原性物質(zhì)的干擾。</p>

95、<p>　　四、論文詳細工作進度和安排</p><p>　　2010.09-2010.11 指導(dǎo)老師下達任務(wù)，并做好準(zhǔn)備工作</p><p>　　2010.11-2010.12 收集資料，文獻檢索，對文獻進行整理</p><p>　　2010.12-2010.12 完成與論文相關(guān)的外文翻譯并開始實驗階段</p><p>　　20

96、10.12-2011.01 完成文獻綜述與開題報告</p><p>　　2011.1-2011.4 實驗階段并整理數(shù)據(jù)</p><p>　　2011.4- 2011.5 完成實驗并整理數(shù)據(jù)</p><p>　　2010.5-2011.6 畢業(yè)論文修改并定稿</p><p><b>　　五、主要參考文獻</b><

97、;/p><p>　　[1] Updike S.J  Hicks G P The enzyme electrode，Nature, 1967</p><p>　　[2] 王爾康主編，Advances in Biosensors，Volumel: A Chinese Perspective, 1999,JAI PRESS INC</p><p>　　[3] 杜愛銘

98、 任湘菱 唐芳瓊 基于金納米棒-殼聚糖復(fù)合膜的葡萄糖生物傳感器 [J].影像科學(xué)與光化學(xué)。2008，4：271</p><p>　　[4] 趙常志 李明華 焦奎 無酶葡萄糖傳感器[J]. 第九屆全國電分析化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集. 2005,10: 293-294</p><p>　　[5] 王建文 可拋棄型葡萄糖傳感器[J].蘇州大學(xué)。2008</p><p>　　[

99、6] 黃亮 韓松巖 劉東波等 超分子靜電自組裝制備新型葡萄糖生物傳感器[J]. 第八屆敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會議論文集.2003,9: 672-677</p><p>　　[7] 熊志剛 李建平 陳志強 磁性納米粒子固定葡萄糖氧化酶修飾電極電致化學(xué)發(fā)光葡萄糖傳感器[J].分析化學(xué)。2010，6</p><p>　　[8] 姜利英 蔡新霞 劉紅敏等 納米鉑顆粒修飾薄膜金電極的新型葡萄糖傳感器研