掃描電化學顯微術構建酶微米結構.pdf

1、第一章:首先對掃描電化學顯微鏡(SECM)的試驗裝置，工作模式進行了簡要的介紹。然后就SECM的應用在以下兩個方面做了較詳細的介紹：1.SECM在生物方面的應用，其中包括對酶，抗原/抗體，DNA及細胞的檢測和成像；2.SECM在各種材料表面進行微修飾，尤其是生物材料微米圖形的構建。本章共引用文獻113篇。 第二章:我們用葡萄糖氧化酶(GOx)修飾過的微米電極表征了辣根過氧化物酶(HRP)，并將得到的結果與收集模式及反饋模式表征的

2、結果進行了比較。我們首先用交聯(lián)法將GOx固定在金圓盤微米電極的周圍，在含有葡萄糖及氫醌(H2Q)的溶液中用此電極表征了HRP的活性。由于葡萄糖與溶液中的O2可以在電極上的GOx的催化下生成H2O2，H2O2與H2Q即可在HRP的催化下生成苯醌(BQ)，BQ在電極上可以被還原生成H2Q，使探頭掃描電流增大，從而表征了HRP的活性。由于用這種電極表征HRP時底物中的一種即H2O2是在電極上生成的，而不是一直存在于溶液中，所以用它表征所得的結

3、果分辨率比收集模式好，而靈敏度較反饋模式要高。 第三章:用凹形鉑微米電極在鉑基底電極上構建得到了GOx的微米點。在本章中我們首先將電聚合絕緣及電化學刻蝕相結合制得了凹形鉑微米電極，然后又用電化學方法研究了GOx在鉑電極上的電化學吸附特性，確定了GOx在鉑電極上電化學吸附的最佳條件為：GOx濃度為10 mg/mL，溶液中含有0.8×10-3mol/L的Triton X-100，電極電吸附電位1.3 V(vs.Ag/AgCl)，恒電

4、位時間60 min；最后將凹形鉑電極應用到電吸附構建GOx的過程中，將其作為參比電極及輔助電極，將基底鉑電極作為工作電極，通過GOx的電吸附構建得到了有活性的微米點，其直徑在20μm左右，并用SEM及SECM進行了表征。 第四章:我們用掃描電化學顯微術“蘸筆法”構建了葡萄糖氧化酶(GOx)微米點。本章將原子力顯微鏡中的“蘸筆式”納米刻飾技術(Dip-Pen nanolithography，DPN)技術的理念運用到SECM中。在工

5、作中首先制作了雙鉑微米電極，根據上章選擇的最佳條件將GOx電吸附富集到其中一根微米電極上。將電極逼近到鉑基底電極上以后，其中一個鉑微米電極作為參比和輔助電極，而吸附了GOx的電極作為工作電極，在其上施加一合適電位使GOx脫吸到溶液中，同時在基底鉑電極上施加GOx最佳的吸附電位，通過吸附-脫吸-吸附的過程使GOx固定到基底鉑電極上得到有活性的GOx微米點，并用SECM對其活性進行了表征，得到的微米點直徑在20 μm左右。另外，在構建GOx

6、微米點時，為了減小GOx擴散所引起的微米點的擴大，我們還采用了在雙鉑微米電極和基底鉑電極之間形成一個厚度在2-4μm，直徑與雙鉑微米電極外徑相同的液膜這一新技術。第五章中我們在第四章的基礎上將SECM“蘸筆法”構建生物物質微米點這一方法進行拓展，將其運用到HRP微米點的構建中。本章中我們首先研究了生物素化的HRP(Bio-HRP)在鉑電極上的吸附及脫吸特性；在構建HRP微米點時，先根據Bio-HRP在鉑電極上吸附的最佳條件，將Bio-H