基于多壁碳納米管的三電極血乙醇生物傳感器的研究.pdf

1、目的:
　　 乙醇是臨床上一種常見的毒理物質(zhì),過量攝入乙醇可以導(dǎo)致人中樞神經(jīng)的損害。同時(shí),由過量飲酒引起的交通事故的發(fā)生率在不斷增加,血液中乙醇濃度定量檢測結(jié)果就成為判斷駕駛?cè)藛T是否飲酒駕駛和醉酒駕駛的重要依據(jù)。因此,快速、準(zhǔn)確、定量檢測血乙醇濃度在交通現(xiàn)場執(zhí)法中顯的尤為重要。
　　 1.以聚氯乙烯(PVC)材料為基板,制備穩(wěn)定、性能良好的一次性絲網(wǎng)印刷三電極(SPE),包括碳工作電極、碳對電極和Ag/AgCl參比電極。

2、
　　 2.制備GNPs-MWCNT-Nafion復(fù)合物,探討Nafion、MWCNT-Nafion、GNPs-MWCNT-Nafion修飾絲網(wǎng)印刷電極的電化學(xué)行為。
　　 3.制備血乙醇生物傳感器,對影響傳感器檢測性能的因素進(jìn)行優(yōu)化,探討傳感器對血乙醇的檢測能力并進(jìn)行方法學(xué)評價(jià)。
　　 方法:
　　 1.制備絲網(wǎng)印刷三電極,電極包括:碳工作電極、碳對電極和Ag/AgCl參比電極,制備好的SPE在含氯化鈉

3、的鐵氰化鉀([Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-)溶液中進(jìn)行循環(huán)伏安掃描,分析電極的電化學(xué)性能。
　　 2.制備膠體金溶液,取Nafion溶液加入到膠體金溶液(體積比1:4)中超聲混勻10min,然后向制備的混合物中加入1 mg MWCNT,超聲混勻40min,得到均勻同質(zhì)濃度為1mg/mL的GNPs-MWCNT-Nafion復(fù)合物,以此混合物修飾絲網(wǎng)印刷電極。同時(shí)制作Nafion、MWCNT-Nafion、GNPs-

4、MWCNT-Nafion修飾的絲網(wǎng)印刷電極,所有修飾電極在1 mmol/L MB中循環(huán)伏安掃描吸附MB后,再在0.1 mol/L的PBS溶液中運(yùn)用循環(huán)伏安法,探討不同修飾電極的電化學(xué)行為。
　　 3.以ADH為修飾酶液,在電極反應(yīng)區(qū)表面貼上親水膜,形成一個(gè)容積為5μL的反應(yīng)池,制備成血乙醇生物傳感器。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件如:pH值、溫度、工作電位。配制血乙醇標(biāo)準(zhǔn)液,利用虹吸現(xiàn)象吸取定量微量標(biāo)準(zhǔn)液,用生物傳感器進(jìn)行檢測,采用計(jì)時(shí)電流法分析

5、電流值與乙醇濃度的關(guān)系,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,確定傳感器的檢測線性范圍以及檢測限。對樣品進(jìn)行檢測,對傳感器的穩(wěn)定性、抗干擾能力進(jìn)行分析。
　　 結(jié)果:
　　 1、制備的絲網(wǎng)印刷三電極長29 mm、寬10 mm、厚0.5 mm,電極性能良好。在鐵氰化鉀([Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-)溶液中進(jìn)行循環(huán)伏安掃描,可見氧化還原峰電流(ipa、ipc)與掃描速度的平方根v1/2/(mVs-1)1/2成正比,說明制備的SPE

6、符合實(shí)驗(yàn)要求。
　　 2、得到均質(zhì)的GNPs-MWCNT-Nafion復(fù)合物,修飾絲網(wǎng)印刷三電極在PBS溶液中掃描得到了不同掃描速度下的循環(huán)伏安圖,氧化還原峰電流與掃描速度平方根成正比,說明電極反應(yīng)是一個(gè)表面控制過程。并且,GNPs-MWCNT-Nafion修飾的電極電流響應(yīng)值最高。
　　 3、在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下,制備的生物傳感器對乙醇有好的檢測性能,檢測線性范圍為2.0×104～25×10-3mol/L,最低檢測限為5.

7、0×10-5mol/L(S/N=3)。制作的血乙醇生物傳感器檢測所需樣品量少,具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。
　　 結(jié)論:
　　 1、制作的GNPs-MWCNT-Nafion復(fù)合物性能穩(wěn)定,能夠牢固吸附MB,并且具有很好的放大電流的效果進(jìn)而提高生物傳感器的檢測性能。
　　 2、在電極工作區(qū)表面貼上親水膜形成體積一定的微量反應(yīng)池,標(biāo)本用量少。乙醇脫氫酶能夠特異性催化乙醇,制作的血乙醇生物傳感器檢測快速,對乙