電流型過(guò)氧化氫生物傳感器的構(gòu)建及研究.pdf

1、生物傳感器是在生命科學(xué)和信息科學(xué)之間發(fā)展起來(lái)的一個(gè)交叉學(xué)科，是由生物學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、電子技術(shù)等多種學(xué)科互相滲透成長(zhǎng)起來(lái)的。由于具有靈敏度高、選擇性好、價(jià)格低廉、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，電化學(xué)生物傳感器的應(yīng)用不僅在醫(yī)學(xué)、化工、發(fā)酵、食品和環(huán)保等方面顯示了美好的前景，而且在活體應(yīng)用方面也將變成可能。然而，生物分子的固定化是制備生物傳感器最關(guān)鍵的步驟，是影響生物傳感器的穩(wěn)定性、靈敏度和選擇性的關(guān)鍵因素。因此，本文選擇了多種生物分子固定技術(shù)，

2、采用多種電化學(xué)方法，從而構(gòu)建了幾種新型的電流型過(guò)氧化氫生物傳感器。 本論文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作： 1．用循環(huán)伏安法將電子媒介體硫堇電聚合在鉑電極上，使其表面形成均勻的帶負(fù)電的聚合膜層，通過(guò)靜電吸附作用固定表面帶正電荷的辣根過(guò)氧化物酶，接著吸附納米金，然后再利用納米金吸附固定一層辣根過(guò)氧化物酶，制成了新型過(guò)氧化氫生物傳感器。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該傳感器增加了酶的吸附量，響應(yīng)快、靈敏度高、穩(wěn)定性好，對(duì)H<,2>O<,2>表現(xiàn)

3、出良好的響應(yīng)特性。檢測(cè)范圍為5.2×10<'-7>～2.0×10<'3> mol/L，，檢出限為1.7×10<'-7> mol/L，并具有抗尿酸、抗壞血酸等干擾的特點(diǎn)。@22．選擇電化學(xué)聚合的方法，首先在玻碳電極上電聚合對(duì)氨基苯磺酸(p-ABSA)，使其形成帶負(fù)電的界面，利用靜電作用將帶正電荷的電子媒介體硫堇吸附其上，再通過(guò)硫堇的氨基吸附納米金，最后利用納米金良好的生物相容性、大的比表面積等性能，將辣根過(guò)氧化物酶靜電吸附在納米金表面，從

4、而制得了性能良好的過(guò)氧化氫生物傳感器。通過(guò)循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法對(duì)該傳感器的電化學(xué)特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，該生物傳感器在2.6×10<'-6>～8.8×10<'-3>mol/L 范圍內(nèi)對(duì)過(guò)氧化氫有良好的線性響應(yīng)，檢出限為6.4×10<'-7>mol/L(S/N=3)。此外，研究結(jié)果還表明該生物傳感器準(zhǔn)確性好，靈敏度高，其固載方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，應(yīng)用于真實(shí)的樣品檢測(cè)存在很大的潛力。 3．利用靜電吸附作用將血紅蛋

5、白固定在納米金/L-半胱氨酸/聚對(duì)氨基苯磺酸膜修飾的鉑電極表面，制備了無(wú)介體的蛋白質(zhì)直接電化學(xué)的第三代電流型生物傳感器。采用交流阻抗技術(shù)和紫外可見(jiàn)吸收光譜法對(duì)此種生物傳感器的制備過(guò)程進(jìn)行了表征；研究了血紅蛋白在該修飾電極上的直接電化學(xué)行為；探討了膜聚合圈數(shù)、溫度、pH等對(duì)傳感器響應(yīng)的影響。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，用循環(huán)伏安法測(cè)得H<,2>O<,2>濃度在2.1×10<'-7>～3.1×10<'-3>mol/L 范圍內(nèi)與其還原峰電流呈線性關(guān)系，

6、檢出限為7.0×10<'-8>mol/L (S/N=3)。 4．將L-半胱氨酸自組裝到金電極表面，使其表面帶負(fù)電荷，進(jìn)而吸附帶正電荷的聚二烯丙基二甲基氯化銨 (poly(diallyldimethylammonium))，接著吸附納米金，最后再利用納米金吸附固定一層血紅蛋白(Hb)，制成了新型過(guò)氧化氫生物傳感器。采用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法對(duì)該傳感器的性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該傳感器增加了酶的吸附量，響應(yīng)快、穩(wěn)定性好，對(duì)H<