可控納米材料在生物傳感器上的應(yīng)用.pdf

1、糖尿病是世界性的多發(fā)病和常見病,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人們生活水平的提高和老年人口的增多,其發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì).糖尿病已經(jīng)成為現(xiàn)代疾病中的第二殺手,其對(duì)人體的危害僅次于癌癥.全世界約有兩億多病人,已成為全球性的衛(wèi)生保健問題,因此,糖尿病的診斷和治療是科學(xué)界、醫(yī)學(xué)界所面臨的重大課題.長(zhǎng)期的臨床研究表明:如果血糖濃度能被嚴(yán)格控制在正常生理范圍之內(nèi),糖尿病及其并發(fā)癥就可以得到控制.電化學(xué)葡萄糖生物傳感器具有選擇性高、簡(jiǎn)便、快速的特點(diǎn),是檢測(cè)葡

2、萄糖濃度最常用的方法.為提高傳感器的性能,一個(gè)發(fā)展方向是制備直接電子傳遞的第三代電流型葡萄糖生物傳感器.目前把利用導(dǎo)電聚合物或?qū)щ娪袡C(jī)鹽制備的酶電極叫做直接電子傳遞的生物傳感器.但是這些研究都處在初級(jí)階段,第三代傳感器的制備方法仍在探索中.傳感器發(fā)展的另一個(gè)方向是微型化、集成化.微型化迫切需要提高傳感器的電流響應(yīng),因此,尋找新材料、新方法制備電流響應(yīng)值高的新型直接電子傳遞生物傳感器非常必要. 自1962年Clark和Lyons第一

3、次提出用于測(cè)量葡萄糖的酶電極以來,已經(jīng)有大量的關(guān)于酶生物傳感器的報(bào)導(dǎo),其中葡萄糖的檢測(cè)是該領(lǐng)域研究最多的分析物之一.在生物傳感器研究中,酶的固定化是最關(guān)鍵的一步.納米材料日新月異的發(fā)展,為酶固定化的發(fā)展提供了良好的契機(jī),同時(shí)為生物傳感器實(shí)現(xiàn)高靈敏度、簡(jiǎn)便、無創(chuàng)傷、成本低等要求創(chuàng)造了機(jī)會(huì).納米顆粒不同于塊體材料,由于納米材料自身的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其具有以下四大效應(yīng):小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng).同時(shí)由這四大效應(yīng)產(chǎn)生了很

4、多獨(dú)特的性質(zhì),如特殊的機(jī)械性能、電性能、磁性能、熱性能、光性能和化學(xué)活性等.由于納米顆粒具有比表面積大、表面活性中心多、表面反應(yīng)活性高、催化效率高、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)異性質(zhì),有效地提高傳感器的響應(yīng)靈敏度,所以研究者用各種納米材料來進(jìn)行酶的固定化,如Au、Ag、Pt、SiO<,2>、碳納米管及它們的復(fù)合物. 本文的思路是將分別采用琥珀酸-2-乙基己基磺酸鈉/環(huán)己烷反膠束體系制備納米ZnO和不同形貌的Au納米顆粒引入到葡萄糖生物傳感器中.

5、氧化鋅納米顆粒的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間是一種典型的半導(dǎo)體.當(dāng)其尺寸減小到納米級(jí)時(shí),他們表現(xiàn)出許多獨(dú)特的性質(zhì).與相應(yīng)的塊體材料相比,金納米顆粒具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì),可應(yīng)用于電學(xué)、催化、磁性材料、藥物輸送等領(lǐng)域,其中,生物傳感器是其最有意義的應(yīng)用.因此金納米顆粒的制備研究引起了人們的廣泛興趣..實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,把以這些納米顆粒作為載體來固定GOD,能夠顯著提高酶電極的電流響應(yīng)、增強(qiáng)穩(wěn)定性,為臨床應(yīng)用和傳感器的微型化、工業(yè)化生產(chǎn)提供可