納米材料修飾ITO電極電化學生物傳感器的制備及應用.pdf

1、本論文的研究工作中采用了已廣泛應用于工業(yè)中且可以大批量生產的ITO電極作為工作電極，利用其良好的導電性能和光透性，引入金溶膠和納米復合材料等修飾電極，改進酶的固定化技術，提高固定化酶的催化效率，進一步構建新型電化學生物傳感器。主要研究工作如下： 1、研制了一種可以快速分析H2O2的新型無試劑生物傳感器。該方法是將辣根過氧化物酶(HRP)和電化學底物四甲基聯(lián)苯胺(TMB)共吸附于金膠殼聚糖仿生膜(Au-Ch)修飾的摻銦氧化錫(IT

2、O)電極表面，利用固定化的TMB作為電子媒介體來檢測溶液中H2O2的濃度。在掃速小于60mV/s時，掃速與電流響應成一次方關系，線性相關系數(shù)為0.999，該電極表現(xiàn)為一個表面控制電極過程。制備的生物傳感器分別采用掃描電鏡、分光光度法和電化學方法進行了表征。對一系列影響生物傳感器性能的因素如固定的HRP和TMB的濃度，緩沖液的pH值和反應溫度都進行了優(yōu)化選擇。在最佳實驗條件下，H2O2的檢測線性范圍為0.10-1.15mM，其線性相關系數(shù)

3、為0.998(n=10)，信噪比為3時，檢測限為1μM。通過流動注射技術對生物傳感器的穩(wěn)定性進行了驗證。結果表明，隨著連續(xù)17次相同濃度的H2O2的測定，生物傳感器的安培電流響應并沒有明顯的減少。該傳感器的制備為以工業(yè)化批量生產的ITO電極為基體電極來構建成本低廉的生物傳感器提供了有利的平臺。 2、研制了一種新型安培免疫傳感器，用于測定人血清中前列腺特異性抗原(PSA)的含量。該方法是將辣根過氧化物酶標記PSA抗體(Anti-P

4、SA)和TMB共同固定于Au-Ch修飾的ITO電極表面。掃速小于45mV/s時表現(xiàn)為表面控制過程，掃速大于45mV/s時表現(xiàn)為擴散控制過程。將固定有Anti-PSA和TMB的免疫傳感器與待測PSA抗原一起培育，通過H2O2-HRP-TMB電化學體系來測定免疫傳感器上形成的免疫復合物。在最佳優(yōu)化條件下，PSA的線性檢測范圍為5.0-30ng/mL，檢測限為1.0ng/mL。 3、研制了一種快速分析H2O2的新型無試劑生物傳感器。該

5、方法是將HRP和TMB共固定于金納米粒子與巰基(-SH)在ITO電極表面形成的AuS自組裝層上。利用固定化的TMB作為電子轉移媒介體來檢測溶液中H2O2的濃度。在掃速小于50mV/s時，掃速與電流響應成一次放關系，線性相關系數(shù)為0.998，該電極表現(xiàn)為一個表面控制過程。制備的生物傳感器通過光學法和電化學方法進行了表征。對下列影響生物傳感器性能的因素如固定的HRP和TMB的濃度，緩沖液的pH值和反應溫度都進行了優(yōu)化選擇。在最佳實驗條件下，

6、H2O2的檢測線性范圍為0.005-1.5mM，其線性相關系數(shù)為0.998(n=14)，信噪比為3時，檢測限為1μM。通過流動注射技術對生物傳感器的穩(wěn)定性進行了驗證。結果表明，隨著連續(xù)15次相同濃度的H2O2的測定，該生物傳感器的安培電流響應并沒有明顯減少。 4、本文研制了一種可以快速測定葡萄糖含量的新型電化學雙酶生物傳感器。即將HRP和葡萄糖氧化酶(GOx)同時固定在銀碳納米管/殼聚糖復合膜(Ag-CNT-Ch)修飾的ITO電

7、極上。固定的GOx催化葡萄糖生成葡萄糖酸和H2O2，生成的H2O2在HRP催化下與鄰苯二胺(OPD)發(fā)生反應生成電活性氧化產物2，3-二氨基吩嗪。隨著葡萄糖濃度的增加，H2O2-HRP-OPD體系生成的2，3-二氨基吩嗪的量也增加，因而得到的安培電流響應信號也呈增大趨勢。該生物傳感器通過電化學方法進行了表征。影響生物傳感器性能因素如固定的HRP和GOx的濃度，緩沖液的pH值和OPD的濃度都進行了條件優(yōu)化選擇。在最佳實驗條件下，對葡萄糖的