基于生物分子功能化碳納米管的傳感特性研究.pdf

1、自從1991年被Iijima發(fā)現(xiàn)后，碳納米管就因其優(yōu)越的力學、電學等性能迅速成為物理、化學、材料及生物領域研究的熱點。具有特殊結構的一維納米材料碳納米管決定了它們具有優(yōu)異的電化學性質，在電化學、分析化學、催化和傳感器等方面開辟了廣闊的研究領域。近年來，隨著對納米材料研究的深入，越來越多的人將納米材料作為一種新型的電極材料應用于化學修飾電極與生物傳感、生物催化等領域。
　　 碳納米管用作化學修飾電極時，不僅具有納米材料本身的特性，

2、同時也具有碳納米管比表面積大、表面活性高、表面可帶較多官能團以及良好的生物親和性等優(yōu)異性質，能夠固定大量的生物活性分子，提高其固定效率和修飾電極的響應信號、重現(xiàn)性、檢測限及靈敏度等性能。碳納米管的這些特性對于提高生物傳感器性能、生物醫(yī)藥發(fā)展、生物催化具有重大意義。要實現(xiàn)碳納米管在生物傳感、醫(yī)藥、催化等方面的廣泛應用，必須使碳納米管對生物分子具有特異性的相互作用，特別是對生物分子的識別，這就必須對碳納米管進行生物分子功能化，使其具有良好的

3、生物相容性和識別功能。
　　 本文在借鑒與總結國內外利用生物分子酶、蛋白質、氨基酸、肽螺旋、抗原/抗體、脫氧核糖核酸(DNA)等功能化CNTs研究的基礎上，利用脫氧核糖核酸(DNA)末端的氨基與羧基化碳納米管上的羧基形成酰胺共價鍵，制備了DNA功能化碳納米管(DNA/MWNTs)，采用傅里葉變化紅外吸收光譜(FT-IR)、原子力顯微鏡(AFM)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)表征方法對DNA功能化碳納米管的結構和性質進行了分析，并

4、通過循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)對DNA功能化的碳納米管電極的電化學性能以及青蒿素(ART)與碳納米管表面固定化的DNA的相互作用進行了研究，結果表明：DNA通過酰胺共價鍵成功的固定連接到碳納米管表面，生物分子DNA仍然保持生物活性，能夠與其它生物分子發(fā)生相互作用，并利用制備的DNA功能化碳納米管電極對青蒿素(ART)進行檢測，試驗結果表明：DNA功能化碳納米管上的DNA探針分子會與ART發(fā)生插嵌作用，形成非電化學活性物質。

5、
　　 同時本文中還采用電化學方法對辣根過氧化酶(HRP)/硫堇(Th)/MWNTs介電型酶電極上與過氧化氫(H2O2)的相互作用進行了研究，通過詳細考察H2O2在HRP/Th/MWNTs電極上的電化學行為以及掃描速度和H2O2的濃度對H2O2在HRP/Th/MWNTs電極上電化學性能的影響，實驗結果表明：在50～400mV.s-1掃描速度范圍內，H2O2在HRP/Th/MWNTs電極上的還原過程由為表面吸附控制；隨著H2O2濃