基于納米材料新型生物傳感器的研究.pdf

1、基于生物識(shí)別的高度專一性與電化學(xué)信號(hào)檢測(cè)的放大作用相結(jié)合的電化學(xué)生物傳感器，是一個(gè)涉及生物、化學(xué)、物理、材料、醫(yī)學(xué)，以及納米技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)在內(nèi)的交叉領(lǐng)域。具有靈敏度高、選擇性好、易于微型化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，在生物分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在電化學(xué)生物傳感器的研制中，一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)就是如何將生物材料穩(wěn)定、高活性地固定到基體電極表面，構(gòu)成生物傳感器的敏感膜。本研究工作致力于發(fā)展基于納米材料的新型

2、電化學(xué)生物傳感器，主要完成了以下研究工作：
　　1.制備了基于碳納米管的的新型過氧化氫生物傳感器
　　本研究用帶負(fù)電荷的MWNT吸附表面帶正電荷的HRP，以PVB作為復(fù)合固酶基質(zhì)，制備了HRP/PVB/MWNT修飾玻碳電極并將其用于H2O2的生物傳感。以對(duì)苯二酚為電子媒介，采用循環(huán)伏安法和電流時(shí)間法考察了該傳感器對(duì)H2O2的催化性能。討論了單因素媒介體對(duì)苯二酚濃度、工作電位、溫度、pH值對(duì)傳感器響應(yīng)的影響。得到單因素作用下最

3、佳實(shí)驗(yàn)條件為室溫25℃，pH值=7.0，對(duì)苯二酚濃度4.2mmol/L，工作電位-250mV。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，借助于Design Expert軟件對(duì)對(duì)苯二酚濃度、pH值、工作電位三個(gè)實(shí)驗(yàn)因素進(jìn)行了響應(yīng)面分析。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，三個(gè)實(shí)驗(yàn)因子對(duì)響應(yīng)電流的影響由大到小依次為pH值、對(duì)苯二酚濃度、工作電位。通過模擬得到一個(gè)能較好預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二次模型。應(yīng)用響應(yīng)面分析法得到的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：對(duì)苯二酚濃度3.9mmol/L，pH值為6.9，工作電位

4、-253mV。在單因素實(shí)驗(yàn)最優(yōu)條件下，傳感器對(duì)H2O2測(cè)定的線性范圍在1.67×10-7～8.90×10-4mol/L，檢出限(S/N=3)為5.55×10-8mol/L。實(shí)驗(yàn)對(duì)傳感器的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性及抗干擾性進(jìn)行了考察，同一傳感器具有較好的重現(xiàn)性及穩(wěn)定性。在抗干擾性方面，20倍的葡萄糖、乙醇、乙酸、檸檬酸、甘氨酸對(duì)傳感器均無明顯干擾，5倍的抗壞血酸存在一定的干擾。
　　2.將研制的過氧化氫傳感器與紫外分光光度法，高效液相色譜法兩

5、種檢測(cè)方法作了對(duì)比研究。
　　實(shí)驗(yàn)通過紫外分光光度法對(duì)H2O2進(jìn)行了測(cè)定。H2O2含量在6.67×10-7～1.33×10-5mol/L范圍內(nèi)與吸光度呈線性關(guān)系，最低檢出限為2.22×10-7mol/L。通過用反相高效液相色譜-紫外檢測(cè)色譜法，在C18柱上對(duì)過氧化氫進(jìn)行了測(cè)定。檢出過氧化氫的線性范圍在1.00×10-6～2.40×10-6mol/L，最低檢出限為3.33×10-7mol/L。相比而言，過氧化氫電化學(xué)傳感器線性范圍寬