無線磁彈性生物傳感器制備與應用研究.pdf

1、我們致力于無線磁傳感技術(shù)的研究，該技術(shù)基于磁致伸縮原理設(shè)計。在外加交變磁場中，磁性膜片受磁場激發(fā)產(chǎn)生磁矩，將磁能轉(zhuǎn)換為機械能，并產(chǎn)生沿長度方向伸縮振動，即磁致伸縮。當交變磁場頻率與磁性膜片機械振動頻率相等時，磁片產(chǎn)生共振，具有最大振幅，此時振動頻率為磁性膜片共振頻率。當磁性膜片傳感器表面負載質(zhì)量發(fā)生變化時，其共振頻率也會隨之改變。由于磁性膜片本身是磁性的，其伸縮振動產(chǎn)生磁通，產(chǎn)生的磁通可由檢測線圈檢測，信號經(jīng)放大后由外部儀器測定。磁彈性

2、傳感器中信號的激發(fā)與傳送是通過磁場進行的，傳感器與檢測儀器之間沒有任何物理連接，屬于無線無源傳感器。磁彈性傳感器的無線無源特征使其在活體、在體分析、密閉容器中的無損檢測等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。利用上述原理，本論文研究了該傳感器的制備及在生化分析中的應用，具體研究內(nèi)容如下： (1)無線磁彈性傳感器用于酸性磷酸酯酶(ACP)的動力學測定。在已修飾聚亞氨酯膜的傳感器表面共價鍵合一層對Ph敏感的聚合物，然后再修飾一層腺苷-5′-磷酸(

3、5′-AMP)制得檢測ACP的傳感器。ACP在催化5′-AMP的水解過程中產(chǎn)生H+，溶液Ph值變小，傳感器表面Ph敏感膜發(fā)生收縮，傳感器表面負載質(zhì)量減少，最終引起傳感器共振頻率增加。用該傳感器監(jiān)測了ACP催化底物5′-AMP水解的動力學過程，米氏常數(shù)Km為1.64 × 10-3 mol/l，最大反應速度Vmax為130 Hz/min。用該傳感器檢測ACP時，其線性范圍為0.2 ~ 1.2 U/ml。 (2)無線磁彈性葡萄糖生物傳

4、感器檢測尿液中葡萄糖含量。在Ph傳感器表面上修飾一層葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶復合酶制得無線磁彈性葡萄糖生物傳感器，在復合酶的共同催化下，葡萄糖被氧化生成葡萄糖酸，Ph聚合物膜收縮，從而引起傳感器共振頻率增加。采用正交表L9(34)設(shè)計實驗方案，直觀分析得最佳實驗條件。傅立葉紅外掠角反射附件表征了傳感器表面酶的鍵合成膜情況。用該傳感器檢測標準葡萄糖濃度時，其線性范圍為1 ~ 15 mmol/l。在檢測體液中葡萄糖含量時，存在酸性干擾物，提

5、出用Ph傳感器排除干擾。用該傳感器檢測的尿液中葡萄糖的含量與尿糖儀檢測的結(jié)果基本吻合。 (3)無線磁彈性傳感器用于單寧與牛血清蛋白(BSA)的結(jié)合動力學研究。在磁彈性傳感器表面修飾一層BSA，當BSA與溶液中的單寧生成沉淀時，該沉淀能緊密地附著在傳感器表面，引起傳感器共振頻率減小，共振頻率變化幅度與單寧濃度成正比。該方法可用來檢測0.60 ~ 1.08 mmol/l的單寧，檢測限為0.60 mmol/l。實驗研究了單寧與BSA的