基于碳納米材料的電化學(xué)生物傳感器的研究.pdf

1、生物傳感器是一門典型的多學(xué)科交叉技術(shù)，是生物分析技術(shù)的重要領(lǐng)域之一。電化學(xué)生物傳感器具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、所需儀器簡單、易于實(shí)現(xiàn)微型化等優(yōu)點(diǎn)，因而在化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)殘分析、食品、醫(yī)藥等等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。
　　納米技術(shù)的引入，使得生物傳感器的研究發(fā)展封更高級的階段。納米材料作為一種新型材料具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、電催化性能以及良好的生物相容性，具有很好催化性能、比表面積大、生物相容性好等特點(diǎn)，所以是目前的研

2、究熱點(diǎn)。將新型納米材料應(yīng)用于生物傳感器的制備能顯著提高傳感器的靈敏度、降低檢測限。
　　本論文首先介紹了納米材料在生物傳感器中的應(yīng)用進(jìn)展，著重對納米材料在電化學(xué)生物傳感器研究中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并在此研究基礎(chǔ)上提出了論文的研究目的以及研究思路，即利用功能化新型納米材料構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器。主要利用納米材料的特性，并能與生物大分子相結(jié)合的優(yōu)勢，同時(shí)采用電化學(xué)分析方法結(jié)合原理，制備用于研究實(shí)際樣品的新型生物電化學(xué)傳感器。本論文將碳納米

3、管、磁性石墨烯、四氧化三錳等納米材料用作生物傳感界面的構(gòu)建。
　　本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)構(gòu)建了一種多壁碳納米管/離子液體(MWCNTs/ILs)納米復(fù)合膜，以該復(fù)合膜為電極修飾材料固載抗體(Ab)，MWCNTs特殊的管狀結(jié)構(gòu)和ILs良好的導(dǎo)電性為Ab提供了一個(gè)友好的生物微環(huán)境，不但保持了Ab的活性而且極大地促進(jìn)了其直接電子轉(zhuǎn)移。制備的MWCNTs/ILs/Ab修飾電極對AFB1小分子半抗原表現(xiàn)出良好的檢測，其線

4、性范圍為0.1ngmL-1到10ngmL-1，檢測限低0.15μM(S/N=3)，靈敏度高而且重現(xiàn)性好。并且可用于實(shí)際樣品-橄欖油中黃曲霉毒素的檢測，具有一定的實(shí)際意義;
　　(2)成功構(gòu)建了一種基于磁調(diào)控的四氧化三鐵/還原石墨烯氧化物復(fù)合膜與葡萄糖氧化酶結(jié)合的電化學(xué)傳感平臺。Fe3O4-RGO具有磁學(xué)性質(zhì)及良好生物相容性的，該納米層可吸附在磁性玻碳電極表面。循環(huán)伏安及交流阻抗的電化學(xué)行為研究表明制備的該傳感器具有很好的電催化活性

5、，高靈敏度、低檢測限(0.15μM)。對葡萄糖的響應(yīng)范圍為0.05mM～1.5mM，選擇性較好。因此，四氧化三鐵/還原石墨烯氧化物復(fù)合膜是研究新型的第三代傳感器的理想平臺。并且也可由于人體血清中葡萄含量的檢測，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值;
　　(3)通過將四氧化三錳(Mn3O4)與殼聚糖結(jié)合修飾在玻碳電極表面，構(gòu)置了一種靈敏高效的Mn3O4/Chi無酶電化學(xué)傳感器。該復(fù)合膜修飾電極對過氧化氫和半胱氨酸顯示出較好的電催化響應(yīng)，可以用作無