幾種修飾電極對生物小分子的電催化作用及新型HRP酶生物傳感器的研究.pdf

1、化學(xué)修飾電極是70年代中期發(fā)展起來的一門新興的、也是目前最活躍的電化學(xué)和電分析化學(xué)的前沿領(lǐng)域，目前已應(yīng)用于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、分析科學(xué)、材料科學(xué)等許多方面。修飾在電極表面的媒介體可加速氧化還原中心在電極表面的電子傳遞過程以實(shí)現(xiàn)電催化反應(yīng)，化學(xué)修飾電極的電催化是化學(xué)修飾電極發(fā)展的重要推動力，它廣泛應(yīng)用于各種難以實(shí)現(xiàn)的電子傳遞慢過程，例如，生物分子的電催化、有機(jī)物的電催化、無機(jī)離子的電催化等。抗壞血酸(AA)是維持人體健康的重要維生素之一，

2、缺乏它將導(dǎo)致壞血病和機(jī)體抗病能力降低。對AA的定量分析在醫(yī)藥、食品領(lǐng)域中均具有重要意義。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)是目前己知300多種脫氫酶的輔酶，通過對NADH的檢測，可以間接測定底物濃度或酶活力。因此檢測NADH是電化學(xué)生物傳感器研究中一個重要課題。 由于生物傳感器在臨床、環(huán)境、食品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，近年來發(fā)展迅速。為了提高其性能，一個發(fā)展方向是制備直接電子傳遞的第三代生物傳感器。目前把利用導(dǎo)電聚合物或?qū)щ娪袡C(jī)

3、鹽制備的酶電極叫做直接電子傳遞的生物傳感器。但是這些研究都處于初始階段，同時也在探索新型第三代傳感器的制備方法。傳感器發(fā)展的另一個方向是微型化、集成化，微型化，迫切需要提高傳感器電流響應(yīng)。因此，尋找新材料、新方法制備電流響應(yīng)值高的新型直接電子傳遞的生物傳感器非常必要。 本論文第一部分在電極表面電聚合電子媒介體，而且還采用新型的電子媒介體對生物小分子抗壞血酸，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的電催化作用進(jìn)行了研究。 1.研究了甲苯胺藍(lán)

4、(TB)聚合膜修飾金電極的制備及其電化學(xué)性質(zhì)，并用于AA的測定。在pH6.5的磷酸鹽緩沖溶液中，AA在甲苯胺藍(lán)修飾金電極上產(chǎn)生一靈敏的氧化峰，峰電流與AA的濃度在3.9×10-5～1.0×10-2mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢出限為1.3×10-5mol/L。該電極重現(xiàn)性良好，用于維生素C片和鮮橘中AA的測定，獲得滿意結(jié)果。 2.利用滴涂于玻碳表面的Nafion膜中負(fù)電性的磺酸基與天青I陽離子之間的靜電作用實(shí)現(xiàn)天青I的固定

5、化，從而制備出Nafion/天青I電催化型NADH傳感器。采用循環(huán)伏安法考察了傳感器的電化學(xué)性質(zhì)，并且考察了該修飾電極對NADH的電催化作用。實(shí)驗表明，該修飾電極對NADH有良好的電催化作用，NADH氧化峰電位比未修飾的玻碳電極負(fù)移了660mV，響應(yīng)電流與NADH濃度在8.7×10-5mol/L～1.5×10-2mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢測下限為3.0×10-5mol/L。 3.在玻碳電極表面滴涂一層Nafion膜，利

6、用自組裝技術(shù)和靜電吸附作用在電極表面固定聯(lián)吡啶鈷和納米金，從而制得Co(bpy)33+/nano-Au/Co(bpy)33+/nafion/GC修飾電極，該修飾電極對NADH具有良好的催化作用，使NADH的氧化過電位降低了約330mV，催化電流與NADH的濃度在5.05×10-5～1.42×10-2mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，穩(wěn)定性良好，檢測下限較低。 本論文第二部分研究了新型HRP酶生物傳感器。 利用電化學(xué)聚合的