基于納米線及碳納米管復(fù)合體系的電化學(xué)生物傳感器研究.pdf

1、基于生物識(shí)別的高度專一性與電化學(xué)信號(hào)檢測(cè)的放大相結(jié)合的電化學(xué)生物傳感器，具有選擇性好、靈敏度高、分析快速、成本低、易于微型化和自動(dòng)化等特點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床診斷、農(nóng)殘分析、食品工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 近年來，采用新技術(shù)和使用新材料是生物傳感器的一個(gè)研究發(fā)展方向，其中用納米材料構(gòu)建生物傳感器是目前的研究熱點(diǎn)。納米材料具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、電催化性能以及良好的生物相容性，將其應(yīng)用于生物傳感器的制備可以較大提高傳感器的響

2、應(yīng)性能。本文研制了多種不同形貌的納米材料，將這些材料組裝到電極表面所得修飾電極可在低電位下實(shí)現(xiàn)對(duì)過氧化氫的靈敏快速檢測(cè)，能用于生物傳感界面的構(gòu)建。將葡萄糖氧化酶固定到界面上，制備的生物傳感器具有較高的靈敏度、較低的檢測(cè)下限以及較快的響應(yīng)速度。具體內(nèi)容如下：
　　 (1)使用多孔陽極氧化鋁模板采用原位共沉積法制備了聚硫堇納米線/HRP/納米金復(fù)合納米材料，該復(fù)合納米材料能有效地促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移，能用于構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器。將合成的復(fù)合

3、納米材料用殼聚糖溶液分散后穩(wěn)定固定于玻碳電極(GC)表面，構(gòu)建了H2O2生物傳感器。在-0.1V的測(cè)定電位下，以磷酸鹽緩沖液(PB)為底液，測(cè)定該傳感器對(duì)H2O2的電化學(xué)響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對(duì)過氧化氫的響應(yīng)快速靈敏，線性范圍為5×10-7-1.3×10-2M，檢測(cè)下限為3×10-7M，靈敏度為168μA mM-1cm-2。另外，該傳感器具有較好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。(第2章)(2)將聚碳酸酯模板固定在玻碳電極表面，用恒電位電沉積法制備了普魯

4、士藍(lán)納米線陣列，研究了普魯士藍(lán)納米線陣列對(duì)過氧化氫的催化性能。在-0.1V下，陣列對(duì)過氧化氫響應(yīng)靈敏，線性范圍為1×10-7-5×10-2M，檢測(cè)下限為5×10-8M。低的檢測(cè)下限是由于納米線陣列能提高性噪比，高的檢測(cè)上限歸因于陣列較大的表面積提供了大量的催化活性位點(diǎn)。用戊二醛交聯(lián)法將葡萄糖氧化酶固定到納米線陣列上，得到的葡萄糖傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄糖的無干擾檢測(cè)，對(duì)葡萄糖有快速的響應(yīng)，較寬的線性范圍(2×10-6-1×10-2M)。(第3

5、章)
　　 (3)在上一個(gè)工作中，固定酶的方法是戊二醛交聯(lián)法，這會(huì)導(dǎo)致部分酶變性。
　　 文中接著探討了制備普魯士藍(lán)與鉑復(fù)合納米線陣列，想通過電沉積法把酶固定到復(fù)合納米線陣列表面。將聚碳酸酯模板固定在玻碳電極表面，用恒電位電沉積法先后沉積鉑30s，普魯士藍(lán)30min，制得普魯士藍(lán)與鉑復(fù)合納米線陣列。研究了該陣列的電化學(xué)行為以及對(duì)過氧化氫的催化性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對(duì)過氧化氫的響應(yīng)不穩(wěn)定。用SEM和TEM 對(duì)復(fù)合納米線進(jìn)行表

6、征，從TEM 圖像中看出，合成的復(fù)合納米線易斷裂，這是由于普魯士藍(lán)和鉑之間的作用力較弱。合成之前忽略了兩者之間的作用力，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。(第4章)(4)制備了含有鉑納米顆粒(NSPt)的殼聚糖(CHIT)和正硅酸四乙酯(TEOS)溶膠-凝膠，將多壁碳納米管(MWCNTs)分散于殼聚糖和溶膠-凝膠的混合體系中。用上述材料研制了一種MWCNTs和NSPt復(fù)合膜修飾玻碳電極，該復(fù)合膜具有MWCNTs和NSPt 之間的協(xié)同效應(yīng)，因此修飾電極