光學(xué)復(fù)合生物敏感材料制備條件優(yōu)化與性能.pdf

1、人體有關(guān)生物量(如血糖等)的檢測(cè)對(duì)于人類(lèi)疾病的早期診斷和健康監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。光纖生物傳感器因其具有探頭直徑小、信息傳輸量大、能量損耗低、響應(yīng)快、成本低、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)以及可實(shí)時(shí)在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，為血糖的檢測(cè)提供了一種有效的途徑。近年來(lái)光纖生物傳感器一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)方向，基于酶催化的光纖生物傳感器的研究最為廣泛。
　　 研制高性能的光學(xué)生物敏感材料是研制高性能光纖生物傳感器的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文研制了兩種新型光學(xué)

2、復(fù)合敏感材料，一種是以醋酸纖維素為酶固定載體的CA光學(xué)復(fù)合生物敏感膜，另一種是以CoFe2O4SiO2磁性納米復(fù)合粒子為酶固定載體的溶膠-凝膠光學(xué)復(fù)合生物敏感膜，并構(gòu)建了基于此光學(xué)復(fù)合生物敏感膜的光纖葡萄糖傳感器，研究了傳感器的性能。由于兩種光學(xué)復(fù)合生物敏感材料中同時(shí)含有光敏劑和生物酶，即同時(shí)具有催化和光敏功能，可以有效地提高光纖生物傳感器的響應(yīng)速度和檢測(cè)精度，有利于傳感器的微型化，為這類(lèi)傳感器的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　 主要研究

3、內(nèi)容和結(jié)果包括以下幾方面：
　　 (1)以醋酸纖維素為載體，采用包埋法和共價(jià)交聯(lián)法制備同時(shí)固定有熒光指示劑Ru(bpy)3Cl2和GOD的CA光學(xué)復(fù)合生物敏感膜。對(duì)CA光學(xué)復(fù)合生物敏感膜的酶固定條件進(jìn)行優(yōu)化，研究高碘酸鈉、乙二胺、戊二醛、GOD的濃度以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)CA光學(xué)復(fù)合敏感膜GOD酶活的影響，并確定最佳固定酶溶液的pH值。實(shí)驗(yàn)表明用CA膜固定GOD的最佳固定化條件為：高碘酸鈉濃度0.5M，0.5h；乙二胺濃度0.04M，2

4、.5h；GA濃度1.5％(v/v)，2h；酶的濃度35mg/mL，21h；溶液pH值為6.5。
　　 (2)研究和對(duì)比了CA光學(xué)復(fù)合生物敏感膜上的固定化酶和游離酶的性質(zhì)，如最適催化溫度、最適催化pH值、熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性等。構(gòu)建了此CA光學(xué)復(fù)合生物敏感膜的光纖葡萄糖傳感器測(cè)試系統(tǒng)，使用鎖相放大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖溶液濃度的檢測(cè)。研究了該傳感器的響應(yīng)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)曲線、傳感器的穩(wěn)定性和重復(fù)性等相關(guān)性能，得到以下結(jié)果：傳感器的響應(yīng)時(shí)間

5、為20s；在葡萄糖溶液的濃度為20～600 mg/dL范圍內(nèi)，滯后相移與葡萄糖溶液濃度有良好的線性關(guān)系；傳感器的檢測(cè)下限和上限分別為10 mg/dL和600 mg/dL；傳感器的穩(wěn)定性和重復(fù)性良好。
　　 (3)制備了CoFe2O4/SiO2磁性納米復(fù)合粒子，利用偶聯(lián)劑3-氨基丙基三已氧硅烷對(duì)CoFe2O4SiO2磁性納米復(fù)合粒子進(jìn)行硅烷化改性，制備出表面氨基功能化的磁性納米復(fù)合粒子。對(duì)此復(fù)合粒子進(jìn)行表面形貌和磁學(xué)性能表征。以C

6、oFe2O4/SiO2磁性納米復(fù)合粒子為載體，以戊二醛為交聯(lián)劑，制備得到CoFe2O4/SiO2磁性納米復(fù)合粒子固定化酶。
　　 (4)以DDS、TEOS、鹽酸、共溶劑等為原料，以Ru(bpy)3Cl2為熒光指示劑，用溶膠-凝膠法制備得到同時(shí)包含CoFe2O4/SiO2磁性納米復(fù)合粒子固定化酶和熒光指示劑的溶膠-凝膠光學(xué)復(fù)合生物敏感膜。研究了DDS/TEOS不同配比、反應(yīng)體系pH值、膜干燥條件、共溶劑等因素對(duì)此光學(xué)復(fù)合生物敏感膜