納米材料-血紅蛋白修飾電極的電化學行為及其應用研究.pdf

1、納米材料是近幾年最受關注的新材料之一，以其高表面活性，特殊的尺寸效應、光電效應、催化效應等以及廣闊的應用前景成為當今熱點研究領域之一。當物質的結構單元小到納米量級時，會產(chǎn)生特異的表面效應、體積效應和量子效應，其電學、磁學、光學和化學性質也相應地發(fā)生顯著的變化，呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的優(yōu)越性能。因此納米微粒在催化、電子材料、微器件、增強材料及傳感器材料等方面有著廣闊的應用前景。 本論文工作主要集中在電分析化學中最活躍的研究領域-基于

2、新型納米材料電化學傳感器的研制：將新型納米材料引入生物傳感器，通過采用電化學修飾等技術手段對納米材料進行功能化設計，將血紅蛋白嫁接到其表面，將其應用于實際樣品的檢測，為生命科學及其相關領域的研究提供新的分析方法，努力實現(xiàn)將納米技術、電分析化學和生命科學三者結合。圍繞這一課題，本論文開展了一下幾個方面的工作： 首先，制備了尺寸均一的SiO<,2>納米粒子，并將其用于固定血紅蛋白(Hb)。以對苯二酚為電子媒介體，制得H<,2>O<,

3、2>生物傳感器?？疾炝藢Ρ蕉?、pH、工作電壓對傳感器測：H<,2>O<,2>的影響。結果表明，該傳感器的線性范圍為6.25×10<'-7>～1.63×10<'-4>mol/L，檢出限為1.8×10<'-7>mol/L，達到95％的穩(wěn)態(tài)電流所用時間少于10s。該傳感器的米氏常數(shù)為7.5×10<'-4>mol/L，表明固定的Hb對H<,2>O<,2>具有很高的親和能力。 其次，通過血紅蛋白的直接電子傳遞發(fā)展了一種新型、可更新的無試

4、劑過氧化氫生物傳感器，并用電化學方法研究了納米碳包鐵修飾玻碳電極固定的血紅蛋白的直接電化學。在2.5×10<'-3>mol/L，pH7.0的PBS緩沖溶液中固定化Hb顯示了一對穩(wěn)定的氧化還原峰，它對H<,2>O<2>的還原具有非常好的電催化響應，線性范圍為：3.1×10<'-6>～4.0×10<'-3>mol/L，檢測限為1.2×10<'-6>mol/L(S/N=3)。 最后，將血紅蛋白固定在天然高分子殼聚糖包裹碳包鐵的磁性納米

5、微球修飾的玻碳電極上，制備了一種新型的H<,2>O<,2>傳感器。電化學交流阻抗和循環(huán)伏安法實驗結果表明，Hb在修飾電極表面能保持較好的生物活性，有效穩(wěn)定地增加了電子轉移的速率。電化學研究表明該修飾電極對H202有良好的電催化還原作用，在pH=7.0，5.2×10<'-5>～2.3×10<'-5>mol/L．濃度范圍內，H<,2>O<,2>的還原峰電流與其濃度呈良好線性關系，檢出限為8.7×10<'-6>mol/L。此外，該修飾電極有著