基于殼聚糖-粘土復(fù)合材料的生物電極的構(gòu)筑及其傳感性能研究.pdf

1、一．血紅蛋白/LapOnite/殼聚糖自組裝膜電極的直接電化學(xué)特性及其對過氧化氫的催化還原通過層層自組裝的方法依次將殼聚糖、Laponite、血紅蛋白固定到羧基化的玻碳電極表面，制備成了高穩(wěn)定性的Hb/Lmponite/CHT/GC電極，從而實(shí)現(xiàn)了血紅蛋白與玻碳電極之間的直接電子傳遞過程。固定掃速為0.1Vs-1，控制磷酸緩沖溶液pH為6.0，電位為-0.8～0.8V范圍內(nèi)，該自組裝電極循壞伏安掃描在大約-0.035V(Vs.SCE)處

2、表現(xiàn)出了一對穩(wěn)定的、準(zhǔn)可逆的氧化還原峰。這是由血紅蛋白中血紅素輔基Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)電對發(fā)生氧化還原反應(yīng)引起的。固定在自組裝膜上的血紅蛋白直接電化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)薄層控制的電化學(xué)過程。并且，血紅素附基中的Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)電對的形式標(biāo)準(zhǔn)電位隨著外界溶液的pH變化(pH3.O～8.0)而成線性變化，其斜率為-63 mV pH-1，這表明在該電化學(xué)反應(yīng)中進(jìn)行一個(gè)電子傳遞的同時(shí)，還伴隨著一個(gè)質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。紫外光譜表明，血紅蛋白的Soret吸

3、收峰并未發(fā)生移動，這說明固定在自組裝膜中的血紅蛋白很好地保持了其原有的二級結(jié)構(gòu)。自組裝電極還表現(xiàn)出了較好的使用壽命，使用了60天后還能保持其氧化還原峰位置不變，且還原峰電流仍保持原來的90％。該電極還對過氧化氫表現(xiàn)出了較好的催化還原作用，其線性檢測范圍為6.2x10-6～2.55×10-3M，當(dāng)信噪比為3時(shí)，檢測下限為6.2×10-6M。 二．基于殼聚糖/LDH雜化材料的新型高靈敏度的酚類安培型生物傳感器的研究研究了一種基于殼聚

4、糖/類水滑石雜化材料的新型高靈敏度酚類生物傳感器。該雜化材料既具有無機(jī)粘土類水滑石(LDH，Layered double hydroxides)的強(qiáng)吸附能力和較好的親水特性，也具有殼聚糖(Chitosan)這種生物學(xué)特性優(yōu)良的高分子氨基多糖的易成膜和較好的生物相容特性。用FT-IR對雜化膜進(jìn)行表征，結(jié)果表明：該雜化材料能為多酚氧化酶提供良好的生物微環(huán)境，從而保持其原始結(jié)構(gòu)的基本特性和其生物活性，延長生物傳感器的使用壽命。研究結(jié)果表明：類

5、水滑石和殼聚糖最佳質(zhì)量比為4:1；在此比例下該雜化膜表現(xiàn)出了最好的親水特性。該生物傳感器對兒茶酚表現(xiàn)出了快速的生物電化學(xué)響應(yīng)特性(5s就可以達(dá)到最大響應(yīng)電流的95％)、較低的檢測下限(0.36nM)、寬廣的線性檢測范圍(3.6×10-9～4×10-5M)和較高的檢測靈敏度(2750±52 mAM-1 cm-2)。傳感器的表觀米氏常數(shù)(KM app)為0.13 mM。酶催化反應(yīng)的活化能是27.6 kJ mol-1。同時(shí)，該生物傳感器還表現(xiàn)

6、出了較好的使用壽命。三．包埋在類水滑石/殼聚糖無機(jī)有機(jī)雜化材料中的葡萄糖氧化酶生物傳感器用殼聚糖/類水滑石(LDH，Zn3-A1-C1)雜化材料固定葡萄糖氧化酶(GOD)，制備成了殼聚糖/LDI/GOD/Pt電極。實(shí)驗(yàn)尋找到了制作葡萄糖氧化酶生物傳感器的最佳條件，即殼聚糖和LDH之間的最佳質(zhì)量比為2：1，還研究了膜層厚度以及酶的用量對傳感器響應(yīng)電流的影響。研究發(fā)現(xiàn)傳感器使用的最佳條件為：測量溫度為50℃、工作電位為0.6V、底物溶液pH