電化學(xué)酶與DNA傳感器的制備及相關(guān)生物物質(zhì)固定化技術(shù)研究.pdf

1、電化學(xué)生物傳感器是基于生物識(shí)別的高度專一性發(fā)展起來的一種分析技術(shù)，具有選擇性好、靈敏度高、分析快速、成本低、能在復(fù)雜的體系中進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)測的特點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測、臨床診斷、農(nóng)殘分析、食品藥品工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在電化學(xué)生物傳感器的研制中，一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)就是如何將生物材料穩(wěn)定、高活性地固定到基體電極表面，構(gòu)成生物傳感器的敏感膜。針對生物傳感器固定技術(shù)中存在的問題，本研究工作致力于發(fā)展新型生物材料固定方法，以達(dá)到改進(jìn)固定生物材料性能

2、、延長傳感器使用壽命等目的，本論文主要研究工作包括： 1.在第2章中，報(bào)道了一種新型脲酶傳感器。以胺化PVC(PVC-NH2)作基質(zhì)的PVC膜pH電極為原電極，首先采用戊二醛將伴刀豆球蛋白交聯(lián)到pH電極上，再利用伴刀豆球蛋白(CcnA)與糖蛋白間的特異性識(shí)別作用，將ConA和酶表面的麥芽糖殘基結(jié)合采用交替沉積ConA和脲酶進(jìn)行多層酶膜的組裝，電極在尿素濃度為6.9×10-5～1.0×10-3molL-1范圍，響應(yīng)電位與尿素濃度的

3、對數(shù)值間呈線性關(guān)系，檢測下限為4.5×10-5molL-1。與戊二醛交聯(lián)固定酶法比較，ConA能較好的保持酶的活性。傳感器用于牛奶中尿素回收率的測定，結(jié)果令人滿意。 2.重金屬離子對脲酶的抑制作用是不可逆的，因此基于對脲酶抑制來檢測汞離子的傳感器在多次與抑制劑接觸后，很難使用再生溶液將脲酶的活性完全恢復(fù)，有必要研究一種可更新的脲酶傳感器。在第3章中，提出了一種基于自組裝納米金的可更新的抑制型汞離子傳感器，其基礎(chǔ)電極為胺化-聚氯乙

4、烯(PVC-NH2)膜pH電極。首先將納米金組裝在含有中性載體DAMAB的PVC-NH2膜表面，然后通過化學(xué)吸附作用將脲酶固定在納米金上制得脲酶電極并用于檢測汞離子。電極對汞離子響應(yīng)的線性范圍為0.09～1.99μmolL-1，檢測下限為0.08μ.molL-1。自組裝固定的一個(gè)有利之處就是在傳感器表面被Hg2+變性的失活酶層和納米金層能通過強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液去除干凈，并可重新進(jìn)行下一循環(huán)的酶自組裝。 3.在第4章中，首次研制出一種基

5、于納米ZnO/殼聚糖有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜作為固定基質(zhì)的電化學(xué)酶聯(lián)免疫生物傳感器。該復(fù)合膜結(jié)合了無機(jī)材料納米ZnO和有機(jī)材料殼聚糖的優(yōu)點(diǎn)?？贵w的固定基于納米ZnO的吸附作用，因此避免了化學(xué)損傷。為了考察方法的可行性，選用羊抗人IgG和人IgG為模型，HRP為酶標(biāo)記物，檢測人IgG。通過掃描電鏡觀察到納米ZnO/殼聚糖膜呈多孔狀，納米顆粒有效地增加了電極的面積，使抗體高效地固定在電極表面。其線性范圍為2.5～500ngmL-1，檢測下限為1.2

6、ngmL-1。此基質(zhì)可用于其它生物分子的固定。 4.在第5章中，報(bào)道了一種高靈敏DNA傳感器用于檢測與結(jié)腸癌高度相關(guān)的基因。采用自組裝的方法在金電極表面固定修飾有巰基的捕獲DNA探針，并用共價(jià)交聯(lián)法將辣根過氧化物酶標(biāo)記到修飾有氨基的檢測DNA探針上，通過夾心法來檢測與結(jié)腸癌高度相關(guān)的基因。線性范圍范圍為1.17×10-11～1.17×10-7molL-1。該傳感器制作簡便，傳感器響應(yīng)快速，線性范圍較寬。固定了捕獲DNA探針的傳感

7、器在沸水中解鏈后可以重復(fù)使用。 5.在第6章中，采用CNTs/ZrO2/CHIT復(fù)合膜為固定基質(zhì)安裝了DNA傳感器，以柔紅霉素為雜交指示劑，用差示脈沖法(DPV)檢測雜交信號(hào)。在膜中同時(shí)引入納米氧化鋯和碳納米管后，與單獨(dú)采用納米氧化鋯或碳納米管時(shí)相比，響應(yīng)電流被放大了，說明在ZrO2/CNTs/CHIT膜中存在ZrO2與CNTs的協(xié)同效應(yīng)。其線性范圍范圍為1.49×10-10～9.32×10-8molL-1。這是首次將碳納米管(