運用納米材料構建新型生物傳感器特異性檢測體內活性物質.pdf

1、生物傳感器是一類特殊的傳感器，是將生物活性物質（酶、抗原、抗體、細胞、核酸等）轉換為物理信號，即聲、光、電等信號再進行分析檢測的儀器。它具有選擇性好、靈敏度高、操作簡易等特征。固載材料的選擇以及生物活性物質的固定方法決定了傳感器的性能好壞，因此，將生物活性組分成功固定在電極表面，并保持良好生物活性，是生物傳感器在制備和研究過程中關注的焦點。基于此，我們利用氧化石墨烯/普魯士藍/氨基苝四甲酸復合物(GO/PB/PTC-NH2)、多壁碳納米

2、管@殼聚糖復合物(MWCNTs@CS)和納米空心鉑(HPts)、納米金(AuNPs)等材料作為電極修飾的基底，運用吸附、共價鍵和以及層層自組裝等生物固定方法，構建生物傳感器測定體內活性物質葡萄糖和netrin1的含量水平。具體研究工作如下：
　　1.基于氧化石墨烯/普魯士藍/苝四甲酸納米復合膜及納米空心鉑的葡萄糖傳感器的研究
　　本研究旨在構建操作簡單的葡萄糖傳感器，即將合成好的納米復合物（氧化石墨烯/普魯士藍/氨基苝四甲酸

3、復合物）直接滴涂在處理好的玻碳電極表面，葡萄糖氧化酶（GOD）通過納米空心鉑的特殊結構而固載到被修飾的玻碳電極表面。這個過程能夠防止GOD的滲漏，從而提高傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性。我們采用了透射電子顯微鏡（TEM），傅里葉紅外光譜（FT-IR），電化學阻抗（EIS）、循環(huán)伏安法（CV），以及計時電流法（CA）對納米材料的結構以及傳感器的性能表征。從實驗結果可以看出,本實驗構建的安培型葡萄糖傳感器顯示出響應時間短（5 s內），在0.01±0

4、.06 mM到5.23±0.04 mM范圍內線性良好，檢測限為3.3 mM（S/N=3）。一些潛在的干擾物，如抗壞血酸(AA)，L-半胱氨酸(L-Cys)，多巴胺(DA)和乙醇，均未對我們的葡萄糖傳感器產生明顯干擾，表明我們的傳感器具有良好的特異性。用于檢測人血清中的葡萄糖，傳感器所表現出的優(yōu)良性能主要歸功于納米空心鉑大的比表面積和良好的導電性。這種巧妙地將GO/PB/PTC-NH2納米復合膜結合納米空心鉑的優(yōu)良特性的方法，增強了葡萄糖

5、傳感器的電化學行為，并且可以應用于實際生物樣本的分析。
　　2.基于碳納米管，硫堇和納米金修飾玻碳電極的netrin1免疫傳感器
　　Netrin1，是心血管疾病的一種生物標記物。本實驗首次成功地構建了一種基于經預處理過的多壁碳納米管（p-MWCNTs）和層層自組裝方法的新型的和超靈敏的netrin1免疫傳感器。這種將具良好導電性的p-MWCNTs和操作簡便的層層自組裝技術結合起來，使得我們的免疫傳感器制備過程簡單方便。納米

6、金顆粒通過與硫堇之間的靜電吸附和共軛作用結合到修飾的電極表面。金納米顆粒不僅可以捕獲抗體，而且可以放大電化學信號，因而增加了免疫傳感器的靈敏度。我們運用了不同的技術表征材料的特性以及電極構建的各步驟，包括交流阻抗法（EIS），循環(huán)伏安法（CV），紫外可見分光光度法（UV-vis），透射電子顯微鏡（TEM）以及 X射線衍射光譜（XRD）。在優(yōu)化好的實驗條件下，該傳感器在netrin1濃度為0.09到1800 pg/mL范圍內呈良好線性，所