基于貴金屬納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)葡萄糖生物傳感研究.pdf

1、葡萄糖是人體能量的主要來源之一，也是血糖的主要成分，其實(shí)時(shí)、高效、快速檢測(cè)對(duì)糖尿病人血糖的監(jiān)測(cè)、病情的持續(xù)觀察、及時(shí)治療極其重要。在已報(bào)道的多種葡萄糖檢測(cè)方法中，電化學(xué)生物傳感以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)（響應(yīng)快、靈敏度高、選擇性好、成本低、易于攜帶等）被廣泛開發(fā)并投入應(yīng)用中。電化學(xué)葡萄糖生物傳感主要分酶傳感和無酶傳感兩類，兩者各有優(yōu)劣，而無機(jī)材料的加入可以在一定程度上大大提高傳感器的相關(guān)傳感性能。貴金屬納米材料具有其它無機(jī)材料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，由于其

2、大的比表面積、優(yōu)越的導(dǎo)電能力、優(yōu)良的催化性能及良好的生物相容性等，用于電化學(xué)生物傳感可有效提高檢測(cè)靈敏度和響應(yīng)速度、加快電子傳遞、提高檢測(cè)的選擇性。本論文在前人的研究基礎(chǔ)上開發(fā)并研究了基于貴金屬納米材料的電化學(xué)酶及無酶葡萄糖傳感，主要分以下兩部分:
　　第一部分制備了基于多孔金膜的電化學(xué)無酶葡萄糖傳感器。首先以牛血清蛋白(BSA)為模板合成了Au@BSA的納米微球，接著將該納米微球均勻涂布在氟摻雜錫導(dǎo)電玻璃(FTO)上，采用“自下

3、而上”的方法，通過焙燒得到了高表面積且低密度的金膜。經(jīng)材料表征，該金簇膜具有由金納米粒子和無序的三維分層孔相互交織而成的多孔結(jié)構(gòu)。由此制備的電化學(xué)無酶葡萄糖傳感器(金簇膜/FTO)對(duì)葡萄糖具有良好的直接催化作用，在低電位下實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖的電化學(xué)檢測(cè)，檢測(cè)線性范圍為10μM到10mM葡萄糖，最低檢測(cè)限約為2μM葡萄糖。該無酶葡萄糖傳感器還表現(xiàn)出了較高的靈敏度、良好穩(wěn)定性以及抗干擾能力。一方面該工作為以蛋白質(zhì)為模板一次成形合成貴金屬或金屬氧

4、化物膜電極材料用于無酶直接電化學(xué)傳感提供了一個(gè)有指導(dǎo)性的思路，另一方面該無酶葡萄糖傳感器制備方法簡單、成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，因此在諸多領(lǐng)域有很好的借鑒價(jià)值和應(yīng)用前景。
　　第二部分構(gòu)建了一種基于金銀異質(zhì)納米棒的電化學(xué)酶葡萄糖生物傳感器。首先在乙二醇中以PDDA為媒介采用多元醇法一步合成了一種新型的金銀異質(zhì)納米棒材料，該合成方法簡單、可控且適于大規(guī)模生產(chǎn)。合成的金銀異質(zhì)納米棒含量90％以上是銀，且金納米粒子完全嵌入銀中，是典

5、型的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。接著通過將制得的金銀異質(zhì)納米棒修飾到玻碳電極上構(gòu)建了過氧化氫無酶傳感，結(jié)果顯示，在中性條件下該金銀異質(zhì)納米棒對(duì)過氧化氫還原有良好的催化作用，且具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上通過修飾葡萄糖氧化酶，進(jìn)一步構(gòu)建了基于過氧化氫還原的電化學(xué)酶葡萄糖生物傳感器。該酶葡萄糖生物傳感實(shí)現(xiàn)了葡萄糖氧化酶的直接電化學(xué)，并在低電位、低pH條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖的快速靈敏檢測(cè)。該酶葡萄糖生物傳感器還具備較高的選擇性、重現(xiàn)性及穩(wěn)定性。常見干擾物