基于納米材料和小分子的生物傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、納米材料具有特殊的結(jié)構(gòu)以及由此產(chǎn)生的一系列獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，因此它在傳感器領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)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(jié)合，制備的納米復(fù)合材料用于構(gòu)建葡萄糖生物傳感器，并研究了它的電化學(xué)性質(zhì)；然后，將MWNTs與生物聚合物自組裝制備的納米復(fù)合材料用于研究NADH的電化學(xué)性質(zhì)；最后，本文還將小分子自組裝固定在電極表面，用于測(cè)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(lán)(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(fù)合材料。PB納米顆粒和MWNTs具有協(xié)同電催化H2O2的作用。CHIT/MWNTs/PB納米復(fù)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(yīng)時(shí)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(gòu)建了響應(yīng)性能較好的葡萄糖生物傳感器。該生物傳感器測(cè)定葡萄糖的線性范圍，檢測(cè)限和響應(yīng)時(shí)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(diǎn)，制備了CHIT/納米ZrO2/MWNTs納米復(fù)合材料，并將葡萄糖氧化酶包埋到此納米

4、復(fù)合膜中，構(gòu)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(gè)生物相容性良好的固定基質(zhì)，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(cè)定葡萄糖具有快速靈敏的響應(yīng)，其線性范圍，檢測(cè)限和響應(yīng)的時(shí)間分別為：8μmolL-1～3mmolL-1，3.5μmolL-1，6s。該生物傳感器制備方法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，在構(gòu)建基于檢測(cè)H2O2的酶的生物傳感器有著廣泛的應(yīng)用前景。 3.基于MWNTs(負(fù)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(gè)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(guò)電位。{CHIT/MWNTs}9/GC電極檢測(cè)NADH的線性范圍，檢測(cè)限和響應(yīng)時(shí)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(jiǎn)單，{CHIT/MWNTs}9/GC電極具有較好的穩(wěn)定性。 4.傳統(tǒng)檢測(cè)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(gòu)建方法繁瑣、生物膜不均勻、實(shí)驗(yàn)條件要求苛刻、生物分子易失活等缺點(diǎn)。通過(guò)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(shí)現(xiàn)了溶液中dsDNA的測(cè)定。dsDNA濃度在2×10-3～8×10-3mgmL-1范圍內(nèi)與Ret成線性關(guān)系(相關(guān)系數(shù)為0.975)。