新型纖維蛋白骨架復(fù)合材料的制備及生物傳感應(yīng)用.pdf

1、高效固定生物識(shí)別分子是研制生物傳感器的關(guān)鍵步驟之一，開(kāi)發(fā)新型固定基底研制多功能納米復(fù)合物并應(yīng)用于生物大分子高效固定是當(dāng)前生物傳感研究的熱點(diǎn)與前沿。在凝血過(guò)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(tuán)并包埋多種其它物質(zhì)而形成多孔的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。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(kāi)發(fā)用于高效固定基質(zhì)及生物傳感應(yīng)用報(bào)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(xué)生物傳感研究。主要工作如下:
　　1.基于凝血現(xiàn)象開(kāi)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(fù)合物對(duì)生物分子/納米材料的

3、負(fù)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(jiàn)（UV-vis）光譜法、透射/掃描電子顯微技術(shù)、電化學(xué)方法等表征復(fù)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(tuán)豐富，能夠有效提高GOx和納米粒子的負(fù)載量（負(fù)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(dá)145μAcm-2mM-1，明顯高于其它大部分文獻(xiàn)報(bào)道同類(lèi)傳感器

4、。
　　2.結(jié)合凝血啟發(fā)的生物聚合和化學(xué)氧化聚合，開(kāi)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(fù)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(jié)，同時(shí)加入氧化劑對(duì)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(shí)原位包埋大量GOx，得到新型聚合物-生物復(fù)合物，藉此研制了高敏葡萄糖生物傳感器?？疾炝怂粕飶?fù)合物對(duì)生物分子的負(fù)載量、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(xué)氧化聚合基礎(chǔ)上，采用氧化性金屬鹽NaAuCl4為化學(xué)氧化劑，開(kāi)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(fù)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(guò)程中在聚多巴胺膜內(nèi)原位合成納米金，同時(shí)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(jìn)一步提升，所制傳感器靈敏度高(118μ