介體型酶電極的構(gòu)筑及其傳感應(yīng)用.pdf

1、一、Bi2O3/CS復(fù)合膜修飾的甲醇二茂鐵介體型葡萄糖氧化酶電極的性能及傳感應(yīng)用研究
　　 在本章中,我們合成了新型的氧化鉍(Bi2O3)材料,并將其與殼聚糖(CS)聯(lián)合固定了葡萄糖氧化酶(GOD)和甲醇二茂鐵(MeOHFc),制備了基于GOD的介體型酶電極。在最優(yōu)化的實驗條件下,GOD/Bi2O3/CS/MeOHFc修飾電極對葡萄糖溶液的線性檢測范圍為3.7×1-6-1.52×10-3M,在信噪比為3時測得其最低檢測限為1.7

2、μM,通過雙倒數(shù)方程算得酶催化反應(yīng)的表觀米氏常數(shù)(Kmapp)為2.65 mM。固定于Bi2O3/CS復(fù)合膜中的MeOHFc可以有效地在酶活性中心及電極表面進行電子傳輸,降低了電極的工作電位(0.25V)。此外我們還將其作為生物陽極與合適的生物陰極(Pt電極及Laccase/Bi2O3/Laponite/ABTS修飾電極)相連接構(gòu)建了簡易的無膜型葡萄糖/O2生物燃料電池(BFC)。在含有30 mM葡萄糖的0.1 M PBS溶液中,測得該

3、BFC在0.2 V左右時最大輸出功率密度為6μW cm-2,同時其開路電壓和短路電流密度分別為0.61 V和53μAcm-2。
　　 二、SWCNTS/Au復(fù)合膜的亮甲酚藍介體型酪氫酸酶電極性能及傳感應(yīng)用研究
　　 以殼聚糖懸浮液作為還原劑及穩(wěn)定劑制備了殼聚糖-金納米粒子(CS-AuNPs),并將帶正電荷的CS-AuNPs與帶負電荷的單壁碳管(SWCNTs)相結(jié)合形成CS-AuNPs/SWCNTS納米復(fù)合物基質(zhì)。通過π-

4、π堆積作用及靜電吸附作用將亮甲酚藍(BCB)以及酪氨酸酶(Tyr)聯(lián)合固定于CS-AuNPs/SWCNTs納米復(fù)合物中構(gòu)建了基于Tyr的介體型酶電極。實驗表明,固定于復(fù)合膜中的BCB能在酶催化生成的鄰醌與電極表面之間進行有效的電子傳輸,基于Tyr/CS-AuNPs/SWCNTs/BCB的酶電極在PBS溶液中對鄰苯二酚的線性檢測范圍在5.0×10-8-2.0×10-5M之間,其靈敏度為1699 mA M-1cm-2。此外,我們還研究了以聚

5、亮甲酚藍(PBCB)為介體的Tyr酶電極體系,該體系表現(xiàn)出了更好的分析性能。
　　 三、基于PBCB/SWCNTs復(fù)合膜的介體型葡萄糖-6-磷酸脫氫酶電極性能及傳感應(yīng)用研究
　　 在本章中,我們將亮甲酚藍單體通過循環(huán)伏安的方式電聚合到由單壁碳納米管修飾的玻碳電極上得到了三維立體結(jié)構(gòu)SWCNTs/PBCB納米復(fù)合物,并且通過掃描電鏡(SEM),紫外光譜(UV-vis),紅外光譜(FT-IR)以及循環(huán)伏安法對復(fù)合膜進行了表征

6、。我們通過戊二醛交聯(lián)的方式將葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)固定至SWCNTs/PBCB修飾的的電極構(gòu)建了基于G6PD/SWCNTs/PBCB的介體型酶電極,該電極對6-磷酸葡萄糖(G6P)有明顯的電催化氧化活性。我們將該酶電極體系成功地應(yīng)用于G6P的檢測,在0.1V操作電位下,該體系對G6P有較寬的線性響應(yīng)范圍(5μM-2.9 mM),快速的響應(yīng)時間(小于10 s),高靈敏度(32.8 mA cm-2M-1)以及低的檢測限(5μM,