多巴胺電氧化聚合膜用作酶固定基質(zhì)的壓電電化學(xué)研究.pdf

1、生物傳感器在臨床、食品、環(huán)境等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，近年來發(fā)展迅速。在生物傳感器的制作過程中，生物識(shí)別分子的固定是一個(gè)十分重要的方面。目前所報(bào)道的固定方法主要包括吸附法，交聯(lián)法、共價(jià)鍵合法、包埋法等，其中高分子聚合物包埋法是一種重要的固定方法。 電化學(xué)石英晶體阻抗分析(EQCIA)技術(shù)通過快速測量石英晶體電聲阻抗而獲取較全面的晶體諧振信息，從而可同步動(dòng)態(tài)研究電化學(xué)反應(yīng)或過程的多種理化參數(shù)和材料學(xué)性質(zhì)，如電極表面低至納克級(jí)的質(zhì)量

2、變化、溶液粘密度和修飾膜粘彈性等。本文在本實(shí)驗(yàn)室前面工作的基礎(chǔ)上，將這一技術(shù)用于研究生物傳感器制作過程中生物分子的固定過程。主要內(nèi)容如下： 1.綜述了生物傳感器的概念、構(gòu)成和生物分子識(shí)別物質(zhì)的固定方法，以及電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)技術(shù)及其應(yīng)用。 2.提出了一種多巴胺電氧化形成的聚合膜(PFDO)用于固定葡萄糖氧化酶(GOD)的新方法。利用EQCIA技術(shù)現(xiàn)場監(jiān)測了中性水溶液中(PBS，pH7.0)聚合膜的生長以及G

3、OD的固定過程。通過優(yōu)化聚合溶液中磷酸緩沖液、多巴胺和GOD三者的濃度，制作了性能優(yōu)良的PFDO-GOD/Au電極用于葡萄糖傳感檢測。優(yōu)化條件下，該傳感器的線性范圍為0.05～9mM、檢測限為3μM(S/N=3)、響應(yīng)時(shí)間在15s內(nèi)，并且穩(wěn)定性良好。另外，我們利用電化學(xué)和EQCIA技術(shù)估算了固定化GOD的有效酶比活性和酶相對(duì)活性分別為1.43kUg-1和3.7％，高于我們實(shí)驗(yàn)中所測得的兩種典型的常規(guī)導(dǎo)電和絕緣高分子，聚N-甲基吡咯和聚鄰

4、氨基苯酚，為載體的葡萄糖傳感器的結(jié)果，從而證明PFDO是一種很好的酶固定載體。 3.利用EQCIA技術(shù)研究了普魯士藍(lán)(PB)在金電極上的電沉積過程和PB修飾電極上PFDO對(duì)GOD的固定過程。通過優(yōu)化PB的量，制作了一種性能良好的PFDO-GOD/PB/Au電極用于葡萄糖的傳感檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與PFDO-GOD/Au電極相比，PFDO-GOD/PB/Au電極具有靈敏度更高(6.75μAmmol-1cm-2)，響應(yīng)時(shí)間更短(8s

5、)，固定化GOD的有效酶比活性和酶相對(duì)活性更高(分別為7.75kUg-1和20.1％)等優(yōu)點(diǎn)，表明采用PB膜能改善酶電極的性能。 4.提出了一種PFDO固定血紅蛋白(Hb)的新方法。利用EQCIA技術(shù)現(xiàn)場監(jiān)測了PB修飾金電極上，在弱堿性水溶液(PBS，pH9.18)中PFDO的生長以及Hb的固定過程。并用EQCIA技術(shù)對(duì)修飾過程進(jìn)行了監(jiān)測。通過優(yōu)化聚合溶液中Hb的濃度，制作了性能良好的PFDO-Hb/PB/Au電極用于過氧化氫的