新型生物電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其在食品安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)今科學(xué)技術(shù)離不開(kāi)傳感器,傳感技術(shù)涉及各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。生物電化學(xué)傳感器因具有靈敏度高、選擇性好、反應(yīng)快、操作簡(jiǎn)單、樣品需要量少、成本低、容易微型化等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床診斷、食品藥品分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)防與安全等領(lǐng)域。食品是人類賴以生存的基本物質(zhì),隨著生活水平提高,食品工業(yè)得到空前發(fā)展,但各種食品安全問(wèn)題卻日益增加,嚴(yán)重影響到人類的身體健康。因此,發(fā)展可用于食品中有害物質(zhì)快速檢測(cè)的生物電化學(xué)傳感器十分必要。生物電化學(xué)傳感器的性能主要

2、取決于生物敏感材料的固定化方法以及固定化載體材料的選擇。因此,本論文對(duì)生物敏感材料的固定化方法以及固定化載體材料進(jìn)行了研究,構(gòu)建出新型生物電化學(xué)傳感器,并用于食品中有害物質(zhì)的快速檢測(cè),取得了理想的結(jié)果。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包含以下兩部分:
　　第一部分:基于石墨烯納米片層—蛋白質(zhì)復(fù)合膜的新型亞硝酸鹽生物電化學(xué)傳感器
　　本部分通過(guò)構(gòu)建基于石墨烯納米片層(SLGnP)—蛋白質(zhì)復(fù)合膜的傳感平臺(tái),研制出一種新型的亞硝酸鹽生物電化學(xué)

3、傳感器。SLGnP因具有良好的生物親和性、電子傳導(dǎo)性以及對(duì)局部擾動(dòng)有高靈敏響應(yīng)等特點(diǎn),不僅可以為蛋白質(zhì)的固定化提供適宜的微環(huán)境,還可以縮短血紅素蛋白的電活性位點(diǎn)與電極表面之間的電子轉(zhuǎn)移距離。采用循環(huán)伏安法進(jìn)行研究,在復(fù)合膜修飾的電極上可以觀察到一對(duì)明顯的、準(zhǔn)可逆的氧化還原峰。這對(duì)氧化還原峰是肌紅蛋白(Mb)中血紅素鐵的直接電化學(xué)氧化還原響應(yīng)。采用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)與紫外可見(jiàn)光譜(UV-Vis)對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行表征,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合

4、膜的形貌明顯有別于石墨烯和肌紅蛋白,且復(fù)合膜中的蛋白質(zhì)保持類似自然狀態(tài)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。復(fù)合膜具有優(yōu)秀的催化一氧化氮還原的能力,可用于間接檢測(cè)亞硝酸鹽,線性范圍為0.05～2.5mM,檢出限達(dá)到0.01mM。
　　第二部分:基于酪氨酸酶—十六烷基三甲基溴化銨—碳糊電極的新型雙酚A生物電化學(xué)傳感器
　　本部分利用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與石蠟油間的分子作用力在碳糊電極表面修飾CTAB單層,并利用CTAB分子與酶分子

5、間的靜電吸附作用固定酪氨酸酶,成功構(gòu)建基于酪氨酸酶的生物電化學(xué)傳感器(Tyr-CTAB-CP),并用于雙酚A(BPA)的檢測(cè)。采用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)對(duì)修飾電極的表面形貌進(jìn)行表征,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酪氨酸酶被牢牢固定在電極表面。采用循環(huán)伏安法和線性掃描伏安法研究了構(gòu)建的酶電化學(xué)傳感器對(duì)雙酚A的電化學(xué)響應(yīng),并對(duì)酪氨酸酶固定化的重要影響因素進(jìn)行了優(yōu)化。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,該生物電化學(xué)傳感器對(duì)雙酚A有良好的響應(yīng),線性范圍為1～20μM,檢出限