新型纖維蛋白骨架復合材料的制備及生物傳感應用.pdf

1、高效固定生物識別分子是研制生物傳感器的關鍵步驟之一，開發(fā)新型固定基底研制多功能納米復合物并應用于生物大分子高效固定是當前生物傳感研究的熱點與前沿。在凝血過程中，凝血酶使分散性好的纖維蛋白原鏈斷裂生成難分散的纖維蛋白，后者聚集成團并包埋多種其它物質(zhì)而形成多孔的三維網(wǎng)狀結構。生理凝血所得纖維蛋白骨架材料具有多孔性、制備可控、表面功能豐富、生物相容性好等系列優(yōu)異性質(zhì)，但鮮有開發(fā)用于高效固定基質(zhì)及生物傳感應用報道。受該生理現(xiàn)象/功能啟發(fā)，本文中

2、我們制備了幾種以纖維蛋白為骨架的新型固定載體材料，用于高效固定其它生物分子、聚合物和/或納米材料，并成功用于高敏電化學生物傳感研究。主要工作如下:
　　1.基于凝血現(xiàn)象開發(fā)纖維蛋白骨架材料作為生物大分子和納米材料的高效固定基質(zhì)并用于高敏葡萄糖生物傳感。以葡萄糖氧化酶(GOx)、金納米粒子(AuNPs)和磁納米粒子(MNPs)為例，我們探究了基于該材料固定生物分子和納米材料的四種方法，及所制生物/生物納米復合物對生物分子/納米材料的

3、負載量、傳質(zhì)效率和生物催化性能。采用數(shù)碼成像、紫外可見（UV-vis）光譜法、透射/掃描電子顯微技術、電化學方法等表征復合材料的性質(zhì)和性能。我們發(fā)現(xiàn)，纖維蛋白骨架材料具有系列優(yōu)異性能，如多孔性、生物相容性、可控性且自身表面基團豐富，能夠有效提高GOx和納米粒子的負載量（負載AuNPs或MNPs的效率接近100％），改善傳質(zhì)效率和催化性能。所制備的葡萄糖生物傳感器靈敏度最高達145μAcm-2mM-1，明顯高于其它大部分文獻報道同類傳感器

4、。
　　2.結合凝血啟發(fā)的生物聚合和化學氧化聚合，開發(fā)同步多聚合新方法制備新型蛋白骨架-聚合物基多功能生物復合物。在含纖維蛋白原、GOx和多巴胺(DA)的溶液中，加入凝血酶觸發(fā)纖維蛋白凝結，同時加入氧化劑對苯二醌(BQ)引發(fā)共存的單體DA的氧化聚合并在纖維蛋白骨架上沉積，同時原位包埋大量GOx，得到新型聚合物-生物復合物，藉此研制了高敏葡萄糖生物傳感器?？疾炝怂粕飶秃衔飳ι锓肿拥呢撦d量、傳質(zhì)效率和生物催化性能。所制傳感器靈敏

5、度高（83μAcm-2mM-1），具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾性。
　　3.在凝血生物聚合和化學氧化聚合基礎上，采用氧化性金屬鹽NaAuCl4為化學氧化劑，開發(fā)同步聚合新方法制備新型纖維蛋白-聚合物-酶-納米金的生物納米復合物，研制了高敏葡萄糖生物傳感器。該法在聚多巴胺-纖維蛋白凝膠生成過程中在聚多巴胺膜內(nèi)原位合成納米金，同時包埋大量GOx。新法引入了納米金的優(yōu)異性質(zhì)，使GOx的包埋量和活性均有進一步提升，所制傳感器靈敏度高(118μ