納米級結構表面修飾技術構建膽堿生物傳感器的研究.pdf

1、納米技術和生命科學是21世紀最前沿的兩大學科，納米技術的介入為生物傳感器的發(fā)展提供了無窮的想象。生物傳感器構建過程中最關鍵的步驟是酶在電極表面的固定化，通過納米級結構表面修飾技術，方便地將生物活性物質和固定化材料固定于生物傳感器表面，設計特定的分子結構單元來賦予膜特定的功能，使構建的傳感器具有許多優(yōu)點，如靈敏度較高、響應快、特異性強、壽命較長等。利用納米顆粒固定化酶開辟了第三代酶生物傳感器的新途徑。本論文研究工作主要是以納米級結構表面修

2、飾技術構建膽堿檢測傳感器酶電極為主線，涉及到該技術中分子沉積自組裝、sol-gel納米級SiO2薄膜技術和納米碳管信號放大技術在生物傳感器酶電極構建中的應用，主要研究了三類相應的膽堿生物傳感器。 1.利用分子沉積自組裝膜技術將高分子聚合物PDDA和膽堿氧化酶以靜電力固定于以高分子聚合膜PVS/PDDA修飾的電極表面上，形成多層體系膜，制備了膽堿檢測生物傳感器。以石英晶體微天平實時監(jiān)測了PDDA-PVS系統(tǒng)固定膽堿氧化酶的過程，探

3、討了自組裝膜層數(shù)、pH值、溫度對傳感器電流響應的影響，研究了傳感器的性能。結果表明：分子沉積法可以實現(xiàn)酶量在分子水平的精確控制；制備的傳感器有較大的電流響應，能檢測出0.5×10-6～2×10-3mol/L范圍的膽堿濃度，在0.5×10-6～1×10-4mol/L范圍內電流響應與反應物濃度呈線性關系；酶電極具有很好的抗干擾能力。 2.sol-gel納米級SiO2薄膜技術固定膽堿氧化酶構建了膽堿生物傳感器，探討了sol-gel在生

4、物傳感領域的應用條件，分析了工作電位、溫度、pH值等各種實驗條件對傳感器性能的影響，測試了該傳感器的性能。結果表明：在R=3.0、TritonX-100濃度5％、pH6.5條件下制備的水凝膠膜十分適合酶分子的固定；構建的酶電極表現(xiàn)了較大的電流響應，檢測范圍廣；膽堿氧化酶固定在納米水凝膠薄膜中，保持了良好的穩(wěn)定性和反應活性，這使酶電極在使用重復性和使用壽命的表現(xiàn)上十分突出。 3.探索了納米碳管薄膜信號放大技術與sol-gel納米級

5、SiO2薄膜技術相結合在電化學膽堿生物傳感器中的應用，對所構建傳感器性能進行了評價。結果表明：納米碳管修飾酶電極對H2O2有良好的電催化能力，降低了電催化所需的最大過電位；制備的生物傳感器有較強的電流響應，檢測范圍較廣，在5.0×10-6～1.0×10-4mol/L時，濃度與電流強度有標準的線性關系，R值為0.9998，響應時間為6秒；對電活性干擾物有較強的抗干擾能力，酶電極的穩(wěn)定性理想。利用此電化學生物傳感器首次檢測了血清中膽堿含量，