基于新型無機納米片材料的第三代電化學生物傳感器研究.pdf

1、生物傳感技術是一個由生物、化學、材料、醫(yī)學、物理等多種學科相互滲透形成的領域。基于酶在電極上直接電子轉移的第三代電化學生物傳感器是當前生物傳感器的研究熱點。如何在電極表面有效地固定生物分子，使被固定的生物分子既能保持生物活性，又能實現有效的電子轉移，對于研制新型第三代電化學生物傳感器具有非常重要的意義。 納米片是一類新型的片狀納米材料，其厚度大多為一納米或幾個納米，橫向尺度可達亞微米級甚至幾個微米，因此具有比表面積大和表面能高等

2、特點。帶有正電性或負電性無機納米片一般能夠在溶液中穩(wěn)定存在，具有膠體和聚電解質的特性。本論文分別采用兩種新型納米片（水滑石納米片和石墨納米片）固定肌紅蛋白（Mb）、辣根過氧化物酶（HRP）、血紅蛋白（Hb）和葡萄糖氧化酶（GOD），實現酶的直接電化學，構筑性能優(yōu)秀的第三代電化學生物傳感器。研究內容包括以下四部分： 1、采用鋅鋁水滑石納米片（Zn-Al-LDHNS）作為固定Mb的載體，Zn-Al-LDHNS固定的Mb保持了良好的生

3、物活性。電化學研究發(fā)現，Zn-Al-LDHNS固定的Mb修飾玻碳電極，Zn-Al-LDHNS能夠顯著促進Mb的直接電化學反應，而對比實驗發(fā)現，剝層前體層狀水滑石固定的Mb在電極上未能實現直接電化學行為。修飾電極對底物H2O2較好的催化行為。 2、通過將水滑石剝離重組，合成了HRP-Ni-Al-LDHNS的插層化合物；通過XRD和HRTEM表征，說明HRP-Ni-Al-LDHNS形成了規(guī)則的層狀結構，由于Ni-Al-LDHNS的良

4、好的生物相容性和為HRP提供了適合的分子取向，并實現了HRP與電極之間有效的直接電子轉移。修飾電極對底物H2O2和TCA具有良好的催化行為，制備的傳感器表現出良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 3、利用新型石墨納米片（GNS）材料與Nafion溶液混合形成復合物，進一步固定Hb構筑第三代H2O2和NaNO2傳感器；Hb在復合薄膜中保持了其原有的天然二級結構和生物活性，實現了Hb與電極之間的直接電子轉移?；诖酥苽涞腍2O2和NaNO2傳