植酸金屬絡合物的制備及其在電化學傳感器中的應用研究.pdf

1、近年來,電化學生物傳感器已逐漸成為分子生物學和生物技術研究重要領域,它對遺傳工程和臨床醫(yī)學的研究具有重要意義。在電化學生物傳感器的構建中,其關鍵技術之一就是生物酶的固定化,而大量的報道已經(jīng)證明載體材料的結構和性質(zhì)在很大程度上影響著固定化酶的各種性能,因此自固定化酶興起以來,許多研究者就一直致力于載體材料的研究中。
　　 納米技術在生物傳感器的發(fā)展過程中起著越來越重要的作用。納米材料具有比表面積大、表面活性中心多、吸附能力強等優(yōu)點

2、,因此將其引入生物傳感器中,能增強酶在載體表面上的固定化作用,增加酶的吸附量和穩(wěn)定性,有效地提高生物傳感器的靈敏度和各項性能。因此,發(fā)展更多的能保持酶生物活性的納米材料,構建簡單方便、性能優(yōu)良的電化學生物傳感器具有重要意義。本論文利用自身合成的納米材料,結合納米技術和有效的酶固定化方法,發(fā)展了以下三種過氧化氫型電化學傳感器。
　　 (1)本章節(jié)利用制備的植酸鋯納米材料固定辣根過氧化物酶(HRP)構建了一種簡單的生物傳感器。利用植

3、酸鹽中磷酸鍵與會屬離子的強絡合能力,通過直接沉淀法合成了一種多孔植酸鋯納米材料。將其和HRP通過滴涂法成功固定到玻碳電極表面。紫外-可見吸收光譜結合電化學結果表明,植酸鋯納米粒子具有良好的生物親和性,吸附在其上的HRP保持了良好的生物活性,實現(xiàn)了與電極間的直接電子轉移。而且,進一步研究證明該生物傳感器對H2O2具有良好的電催化還原作用,對H2O2檢測的電流響應范圍是6.67×10-7～6×10擊molL-1,檢測限是5.3×10-7 m

4、olL-1(信噪比S／N)=3,計算得到米氏常數(shù)(KappM)為1.38 mmolL-1。該方法制備的傳感器穩(wěn)定性和重現(xiàn)性良好。
　　 (2)利用相反電荷離子間的靜電作用,結合自組裝技術制得了植酸鋯／普魯士藍納米復合膜。植酸鋯層是通過先組裝ZrOCl2水溶液中的鋯離子,然后與植酸鈉中磷酸基團反應得到:而普魯士藍層是將電極分別在FeCl3和K4[Fe(CN)6]溶液中組裝制得。電化學實驗結果表明,植酸鋯／普魯士藍納米復合膜修飾的電

5、極與單純PB膜修飾的電極相比,電化學性能更好。而且,其對過氧化氫有良好的電催化還原作用,對H2O2檢測的電流響應線性范圍是2.0×1010-5～1.76×10-3 molL-1,該方法制備的電化學傳感器可以用來檢測過氧化氫。
　　 (3)利用植酸鹽分子中磷酸基團與部分金屬離子的強絡合能力,通過微波合成法合成了多孔植酸鈦納米材料,并運用這種材料結合混合滴涂的方法將HRP成功修飾到固定到玻碳電極表面。運用紫外-可見光譜和電化學實驗結

6、果證明了這種材料具有良好的生物相容性,有利于防止酶在固定化過程中生物活性的損害。此法制備的生物傳感器實現(xiàn)了HRP和玻碳電極之間的直接電子轉移,且對過氧化氫呈現(xiàn)出良好的催化還原作用,對H2O2檢測的響應電流線性范圍是6.67×10-7～4.73×10-5 molL-1,線性相關系數(shù)R=0.9988(n=20),檢測限為4.0×10-7 molL-1(S／N=3),米氏常數(shù)(KappM)為0.036 mmolL-1。所制得的生物傳感器呈現(xiàn)出