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文檔簡介
1、酶生物傳感器是檢測生物物質(zhì)或其他有毒害物質(zhì)的重要手段,主要依賴于酶的活性位點與目標(biāo)分析物之間特異性的生物識別過程,來實現(xiàn)對特定目標(biāo)物的快速識別和檢測。有效的酶生物傳感系統(tǒng)可以應(yīng)用于食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測和臨床醫(yī)學(xué)等多個研究領(lǐng)域,因此,制備出快速,簡便,靈敏的酶生物傳感器來實現(xiàn)對目標(biāo)物質(zhì)的實時監(jiān)測和測定有著十分重要的作用。
雙酚A作為一種環(huán)境雌激素,對人體的生殖系統(tǒng),腦神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等會造成不良影響。BPA大量存在于我們周圍
2、,同時在日常生活中,極易接觸到此類物質(zhì)。所以對雙酚A的監(jiān)測受到了普通大眾的關(guān)注。
本論文的研究工作主要是將新型的納米材料和酶(酪氨酸酶)相結(jié)合,用于電化學(xué)酶生物傳感器的研制中。研究思路表現(xiàn)為:(1)利用酪氨酸酶對雙酚A的特異性響應(yīng),研制出有著較好選擇性及較高靈敏度酶生物傳感器;(2)以Au-Ni材料和其他活性材料作為修飾電極基底的材料,借助不同的酶修飾手段,制備出電化學(xué)酶傳感器,并對傳感器機制及目標(biāo)響應(yīng)進(jìn)行研究。本論文研究
3、內(nèi)容包括以下幾個部分:
(1)合成新型Au-Ni復(fù)合材料,通過殼聚糖的粘合作用,將殼聚糖和Au-Ni復(fù)合材料修飾到電極表面,保持電極具較好的電子轉(zhuǎn)移活性,以此制備了一個新型的電化學(xué)傳感器。用XRD表征了Au-Ni材料。以循環(huán)伏安法,交流阻抗法,計時電流等電化學(xué)方法研究了此傳感器的電化學(xué)特性,研制的電極對葡萄糖檢測的線性范圍為2.5×10-5-9.5×10-4mol/L,相關(guān)系數(shù)R為0.9950,檢測限為1×10-5mol/
4、L。該傳感器具有響應(yīng)快,靈敏度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。常見的尿酸和抗壞血酸對葡萄糖檢測不干擾。
(2)通過殼聚糖的粘合作用,把鎳金材料修飾于玻碳電極表面形成復(fù)合膜,再將酪氨酸酶(Tyr)借助NHS-EDC修飾于復(fù)合膜上,制備了一種新型的酪氨酸酶修飾電極。以循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗譜實驗研究了修飾電極的電化學(xué)性能。由于復(fù)合材料良好生物相容性和電導(dǎo)率,NHS-EDC聯(lián)酶法保持了酶活性和穩(wěn)定性,該傳感器對雙酚A具有良好的電化學(xué)響應(yīng)。在
5、最佳實驗條件下,該傳感器對雙酚A的檢測范圍為:4.0×10-8-5.0×10-6mol/L,檢測限為1.0×10-8(信噪比=3),線性相關(guān)系數(shù)為0.9944。該傳感器具有良好的性能,重現(xiàn)性,穩(wěn)定性和抗干擾能力。
(3)將酪氨酸酶,金納米粒子和納米二氧化鈦(TiO2)納米復(fù)合膜固定于玻碳電極上制備出一種酪氨酸酶傳感器,對其電化學(xué)性能進(jìn)行研究。TiO2的特殊結(jié)構(gòu)可以有效地防止金納米粒子AuNPs團聚,提高金納米離子促進(jìn)電子的
6、轉(zhuǎn)移的能力,在此復(fù)合膜內(nèi)Tyr保持了較高的生物活性。循環(huán)伏安掃描表明TiO2和AuNPs的組合具有協(xié)同效應(yīng),不僅提高了電子的轉(zhuǎn)移,還提高了此修飾電極的電化學(xué)性能,使得復(fù)合膜內(nèi)的Tyr發(fā)揮對BPA良好的催化還原性質(zhì)。實驗結(jié)果表明:BPA濃度在2×10-7~2.8×10-6mol L-1與響應(yīng)電流成良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)R=0.9967(n=14),檢測限為5×10-8 mol L-1(信噪比S/N=3),該電極的KappM=0.48
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