基于納米材料和小分子的生物傳感器的構建及應用.pdf

1、納米材料具有特殊的結構以及由此產生的一系列獨特的物理、化學性質，因此它在傳感器領域具有廣泛的應用前景，吸引了眾多研究者的興趣。本論文首先，將多壁碳納米管(MWNTs)與納米顆粒相結合，制備的納米復合材料用于構建葡萄糖生物傳感器，并研究了它的電化學性質；然后，將MWNTs與生物聚合物自組裝制備的納米復合材料用于研究NADH的電化學性質；最后，本文還將小分子自組裝固定在電極表面，用于測定溶液中的dsDNA。本文開展的具體研究工作如下：

2、 1.將普魯士藍(PB)納米顆粒和MWNTs分散在殼聚糖(CHIT)基底中，形成了一種新的納米復合材料。PB納米顆粒和MWNTs具有協同電催化H2O2的作用。CHIT/MWNTs/PB納米復合材料修飾的玻碳(GC)電極，能使CHIT/MWNTs/GC電極催化H2O2的還原電流放大35倍，并能使CHIT/PB/GC電極的響應時間由60s縮短到3s。另外，CHIT/MWNTs/PB/GC電極能在較低電位下催化H2O2的還原，因此可抑制抗壞

3、血酸(AA)、尿酸(UA)和醋氨酚(AC)的干擾。將葡萄糖氧化酶作為酶的模型，構建了響應性能較好的葡萄糖生物傳感器。該生物傳感器測定葡萄糖的線性范圍，檢測限和響應時間分別為：4μmolL-1～2mmolL-1，2.5μmolL-1，5s。 2.利用CHIT具有生物相容性，MWNTs具有高效電催化H2O2性能及納米ZrO2能提高固定酶的穩(wěn)定性等特點，制備了CHIT/納米ZrO2/MWNTs納米復合材料，并將葡萄糖氧化酶包埋到此納米

4、復合膜中，構建了一種新的電流型葡萄糖生物傳感器。這種生物傳感器為葡萄糖氧化酶提供了一個生物相容性良好的固定基質，可充分保持酶的活性和防止酶從電極表面泄漏。該生物傳感器測定葡萄糖具有快速靈敏的響應，其線性范圍，檢測限和響應的時間分別為：8μmolL-1～3mmolL-1，3.5μmolL-1，6s。該生物傳感器制備方法簡單、穩(wěn)定性好，在構建基于檢測H2O2的酶的生物傳感器有著廣泛的應用前景。 3.基于MWNTs(負電荷)和生物聚合

5、物CHIT(正電荷)之間的靜電吸附，MWNTs的多層膜可均一、穩(wěn)定的層層自組裝在玻碳電極表面。{CHIT/MWNTs}9膜的掃描電境圖表明，膜上的MWNTs以小束或單個管子的形式存在。組裝的多層膜用于研究NADH的電催化氧化。{CHIT/MWNTs}9/GC電極可以降低NADH大于350mV氧化過電位。{CHIT/MWNTs}9/GC電極檢測NADH的線性范圍，檢測限和響應時間為8×10-7～1.6×10-3molL-1，0.3μmol

6、L-1，3s。另外，層層組裝方法簡單，{CHIT/MWNTs}9/GC電極具有較好的穩(wěn)定性。 4.傳統(tǒng)檢測DNA的方法是將DNA片斷固定在電極表面，然而傳統(tǒng)的方法有構建方法繁瑣、生物膜不均勻、實驗條件要求苛刻、生物分子易失活等缺點。通過自組裝的方法把1-萘胺固定在Au電極表面，采用交流阻抗的方法實現了溶液中dsDNA的測定。dsDNA濃度在2×10-3～8×10-3mgmL-1范圍內與Ret成線性關系(相關系數為0.975)。