電化學(xué)尿酸生物傳感器酶膜的制備及性能研究.pdf

1、尿酸的快速、準(zhǔn)確檢測對于臨床醫(yī)學(xué)具有重要意義。本論文選擇具有良好生物相容性、機(jī)械強(qiáng)度高、具有三維孔道結(jié)構(gòu)的硝酸纖維素膜(NCM)作為基底膜，尿酸氧化酶(UOx)作為生物識別元件，構(gòu)建基于酶膜的電化學(xué)尿酸生物傳感器。該酶膜具有可拆卸、可重復(fù)多次使用等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高該酶膜的響應(yīng)時(shí)間、檢測靈敏度等性能，通過引入離子液體—1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([BMIM]BF4)和多壁碳納米管(MWCNTs)來改性尿酸氧化酶酶膜。具體研究分為

2、以下三個(gè)部分:
　　1、將NCM作為基底膜，利用UOx與戊二醛混合交聯(lián)負(fù)載于NCM上，制備一種能夠?qū)崿F(xiàn)對UA高靈敏、快速準(zhǔn)確檢測的酶膜型電化學(xué)尿酸生物傳感器。為了最大程度地發(fā)揮UOx的活性，利用單一變量的方法對該膜的UOx、戊二醛濃度進(jìn)行了優(yōu)化，得到了最佳制膜條件，同時(shí)對測試條件，包括底液pH以及測試電壓進(jìn)行優(yōu)化，基于以上優(yōu)化對該酶膜進(jìn)行電化學(xué)性能測試，得到該酶膜的線性范圍為0.05-8.32mmol/L，響應(yīng)時(shí)間為100s，靈敏

3、度為1.85μA/(mmol/L)，Kmapp=3.02mmol/L，該酶膜可以儲存7周（保持初始響應(yīng)的70％及以上）。
　　2、為了進(jìn)一步提高尿酸氧化酶酶膜的性能，通過引入室溫離子液體(RTIL)([BMIM]BF4)進(jìn)行改性，[BMIM]BF4具有較好的導(dǎo)電性，并且其在室溫下以液體存在能與UOx混溶，均勻負(fù)載在NCM膜上。對引入[BMIM]BF4酶膜的最佳制備條件以及最佳測試條件進(jìn)行研究，并對該改性酶膜的電化學(xué)性能、穩(wěn)定性進(jìn)行

4、測試，同時(shí)對[BMIM]BF4在改性酶膜中的作用機(jī)理進(jìn)行了初步探究。結(jié)果表明引入[BMIM]BF4提高了該酶膜的導(dǎo)電性、靈敏度、穩(wěn)定性，同時(shí)縮短了反應(yīng)時(shí)間，[BMIM]BF4改性的尿酸氧化酶酶膜的線性范圍0.005～7.053mmol/L，響應(yīng)時(shí)間30s，靈敏度為3.645μA/(mmol/L)，Kmapp=1.16mmol/L，該酶膜長期儲存時(shí)間為14周（保持初始響應(yīng)的70％及以上）。
　　3、為了提高尿酸氧化酶酶膜的導(dǎo)電性，引

5、入MWCNTs對其進(jìn)行改性，MWCNTs作為碳納米材料的一種，其自身具有較好的導(dǎo)電性可以作為電子轉(zhuǎn)移的通道，加快電子轉(zhuǎn)移速度。對引入MWCNTs酶膜的最佳制備條件以及最佳測試條件進(jìn)行研究，并對該改性酶膜的電化學(xué)性能、選擇性、穩(wěn)定性分別進(jìn)行測試。研究表明，MWCNTs的引入提高了該改性酶膜的導(dǎo)電性、靈敏度以及響應(yīng)時(shí)間，MWCNTs改性的尿酸氧化酶酶膜的線性范圍:0.005～7.615mmol/L，響應(yīng)時(shí)間:30s，靈敏度:3.919μA/