基于氧化鉍半導(dǎo)體材料生物傳感器的構(gòu)筑及其傳感性能.pdf

1、一、基于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體氧化鉍薄膜中血紅蛋白的直接電化學(xué) 通過(guò)基于多晶態(tài)氧化鉍半導(dǎo)體固定血紅蛋白，制備了血紅蛋白/多晶氧化鉍薄膜，實(shí)現(xiàn)了血紅蛋白與玻碳電極間的直接電子傳遞過(guò)程。將血紅蛋白/多晶氧化鉍修飾的玻碳電極置于pH7.0的PBS緩沖溶液中，掃描速率為150mVs-1時(shí)，循環(huán)伏安掃描在-0.8～0.2V范圍內(nèi)有一對(duì)穩(wěn)定的、準(zhǔn)可逆的血紅蛋白輔基血紅素Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)電對(duì)的氧化還原峰，峰位置大約在-0.410V(vs.SCE)左

2、右。 固定在血紅蛋白/多晶氧化鉍薄膜中的血紅蛋白的直接電化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)表面控制的、非理想薄層電子傳遞過(guò)程，并在一個(gè)電子傳遞的同時(shí)伴隨著一個(gè)質(zhì)子傳遞。它的電子傳遞速率常數(shù)大約是2.34s-1。且對(duì)于O2、H2O2、NO2-1、三氯乙酸等的還原具有一定的電催化作用。紅外、紫外等結(jié)果說(shuō)明血紅蛋白和生物-納米復(fù)合物之間存在弱的相互作用力，且血紅蛋白在仿生膜中保持了它原有的結(jié)構(gòu)。 二、基于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體氧化鉍薄膜的酚類安培傳感器

3、 以多晶氧化鉍薄膜(BiOx)和多酚氧化酶(PPO)合成的生物復(fù)合膜，制備測(cè)試環(huán)境水樣中酚類化合物的無(wú)介質(zhì)的安培生物傳感器。實(shí)驗(yàn)室制備的氧化鉍半導(dǎo)體具有多態(tài)性，其親水性提供了良好的微環(huán)境使固定的蛋白質(zhì)保持生物活性。本章系統(tǒng)地研究了該傳感器構(gòu)建的最佳參數(shù)以及溶液pH值、操作電位和系統(tǒng)溫度等使用條件對(duì)酶?jìng)鞲衅黜憫?yīng)電流的影響。該生物傳感器表現(xiàn)出一些優(yōu)異的分析性能：以S/N=3，PPO/BiOx的生物傳感器針對(duì)濃度從4×10-9 M到1.5×

4、10-5M鄰苯二酚，表現(xiàn)出良好的線性，檢測(cè)的靈敏度達(dá)到了11.3 A M-1 cm-2，最低檢測(cè)下限為1×10-9M。而且，這種PPO/BiOx生物復(fù)合膜的特性用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜( FTIR)和旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極伏安做了詳細(xì)的研究。 三.基于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體氧化鉍的葡萄糖生物傳感器 用多晶氧化鉍固定葡萄糖氧化酶(GOD)，制備成了BiOx/GOD/Pt電極。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制作葡萄糖氧化酶生物傳感器的最佳條件

5、，即多晶氧化鉍和葡萄糖氧化酶的最佳質(zhì)量比為2:1，還研究了膜層厚度以及酶的用量對(duì)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(cè)量溫度為56℃、工作電位為0.5V，底物溶液pH為6.5。同時(shí)，考察了該傳感器在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)葡萄糖溶液的響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該生物傳感器對(duì)葡萄糖表現(xiàn)出了寬廣的線性檢測(cè)范圍(1×10-6～1.5×10-3 mol/L)，檢出限為4×10.7 mol/L(信噪比的3倍)，酶催化反應(yīng)的表觀米氏常數(shù)為