新型生物電化學傳感器的構建及其在食品安全監(jiān)測中的應用.pdf

1、當今科學技術離不開傳感器,傳感技術涉及各個科學領域。生物電化學傳感器因具有靈敏度高、選擇性好、反應快、操作簡單、樣品需要量少、成本低、容易微型化等特點,現(xiàn)已廣泛應用于醫(yī)學臨床診斷、食品藥品分析、環(huán)境監(jiān)測、國防與安全等領域。食品是人類賴以生存的基本物質,隨著生活水平提高,食品工業(yè)得到空前發(fā)展,但各種食品安全問題卻日益增加,嚴重影響到人類的身體健康。因此,發(fā)展可用于食品中有害物質快速檢測的生物電化學傳感器十分必要。生物電化學傳感器的性能主要

2、取決于生物敏感材料的固定化方法以及固定化載體材料的選擇。因此,本論文對生物敏感材料的固定化方法以及固定化載體材料進行了研究,構建出新型生物電化學傳感器,并用于食品中有害物質的快速檢測,取得了理想的結果。本論文的主要研究內(nèi)容包含以下兩部分:
　　第一部分:基于石墨烯納米片層—蛋白質復合膜的新型亞硝酸鹽生物電化學傳感器
　　本部分通過構建基于石墨烯納米片層(SLGnP)—蛋白質復合膜的傳感平臺,研制出一種新型的亞硝酸鹽生物電化學

3、傳感器。SLGnP因具有良好的生物親和性、電子傳導性以及對局部擾動有高靈敏響應等特點,不僅可以為蛋白質的固定化提供適宜的微環(huán)境,還可以縮短血紅素蛋白的電活性位點與電極表面之間的電子轉移距離。采用循環(huán)伏安法進行研究,在復合膜修飾的電極上可以觀察到一對明顯的、準可逆的氧化還原峰。這對氧化還原峰是肌紅蛋白(Mb)中血紅素鐵的直接電化學氧化還原響應。采用場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)與紫外可見光譜(UV-Vis)對復合膜進行表征,實驗結果表明復合

4、膜的形貌明顯有別于石墨烯和肌紅蛋白,且復合膜中的蛋白質保持類似自然狀態(tài)的二級結構。復合膜具有優(yōu)秀的催化一氧化氮還原的能力,可用于間接檢測亞硝酸鹽,線性范圍為0.05～2.5mM,檢出限達到0.01mM。
　　第二部分:基于酪氨酸酶—十六烷基三甲基溴化銨—碳糊電極的新型雙酚A生物電化學傳感器
　　本部分利用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與石蠟油間的分子作用力在碳糊電極表面修飾CTAB單層,并利用CTAB分子與酶分子

5、間的靜電吸附作用固定酪氨酸酶,成功構建基于酪氨酸酶的生物電化學傳感器(Tyr-CTAB-CP),并用于雙酚A(BPA)的檢測。采用場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)對修飾電極的表面形貌進行表征,實驗結果表明酪氨酸酶被牢牢固定在電極表面。采用循環(huán)伏安法和線性掃描伏安法研究了構建的酶電化學傳感器對雙酚A的電化學響應,并對酪氨酸酶固定化的重要影響因素進行了優(yōu)化。在最佳實驗條件下,該生物電化學傳感器對雙酚A有良好的響應,線性范圍為1～20μM,檢出限