納米多孔金葡萄糖生物傳感器的構建及其微觀結構和傳感性能的研究.pdf

1、經(jīng)過十余年的發(fā)展，脫合金化法制備納米多孔金已經(jīng)比較成熟，納米多孔金因其獨特的表面形貌結構和優(yōu)異的物理、化學性能及在催化、能源等領域的潛在應用而備受關注。
　　基于納米材料的酶生物傳感器，因其具有高靈敏度、高精度、高選擇性、低檢測限、相對便宜、穩(wěn)定性好、能在較為復雜的檢測溶液中快速和連續(xù)監(jiān)測等特點，在生物傳感器領域研究中占有重要的地位。納米多孔金相對密度小、比表面大、導電率高，且生物相容性好，為酶的固定提供了大量尺寸合適的空隙，將會

2、極大提高傳感器的性能。目前，使用納米多孔金為固相支持物的以化學鍵合生物酶構建生物酶修飾電極的機理研究具有較高的研究價值，可為基于納米多孔金基生物傳感器和生物燃料電池的構建提供指導。
　　本文致力于發(fā)展基于納米多孔金基葡萄糖傳感器，并通過有目的地設計和表征，研究了電子媒介體、自組裝膜對化學鍵連葡萄糖氧化酶葡萄糖傳感器工作性能的影響，發(fā)展了一種納米多孔金基導電聚合物包覆葡萄糖氧化酶制備生物傳感器的體系，構建了一種納米多孔金基氧化銅薄膜

3、無酶葡萄糖傳感器。我們使用電化學表征的方法，研究了納米多孔金用作支撐電極的特殊優(yōu)點，發(fā)現(xiàn)納米多孔金表面存在著的有序單晶晶面對其活潑的電化學性能有決定性影響，其與普通的平板多晶金相比，電化學活性高，可以極大地促進電子傳輸。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)負載有葡萄糖氧化酶的納米多孔金電極的電化學行為研究。我們通過化學過程成功地將葡萄糖氧化酶固定在納米多孔金表面，使其生物功能化。研究發(fā)現(xiàn)了不同的游離在溶液中的電子媒介體在該電極上的電化學

4、行為不同，同一傳感器的性能也從而不同，這是之前從未有過深層次研究的一個有趣現(xiàn)象，我們認為不同電子媒介體對應的內(nèi)層和外層電子傳輸機理是可能的相應原因。
　　(2)不同自組裝膜對于酶修飾納米多孔金生物傳感器性能影響的研究。我們利用不同長度的自組裝膜作為橋梁將葡萄糖氧化酶化學鍵連到納米多孔金的表面，發(fā)現(xiàn)該類傳感器的性能與鏈長具有一定關系。與平板多晶金相比，納米多孔金在硫酸中的循環(huán)伏安曲線和自組裝膜修飾電極的脫吸展現(xiàn)出特殊的電化學行為，這

5、是之前所未見系統(tǒng)報道的，我們認為這與納米多孔金表面存在低指數(shù)的如Au(111)、Au(100)和Au(110)等單晶晶面有關。
　　(3)一步制備用作葡萄糖傳感器的生物功能化的納米多孔金/聚（3，4-乙烯二氧基噻吩）復合電極。我們發(fā)展了一種新型的、簡單的一步電聚合方法制備同時包覆葡萄糖氧化酶的復合薄膜。其可在較低的工作電位下工作（+200毫伏參比與飽和甘汞電極），并展示出了很好的選擇性、較高的靈敏度和較寬的線性范圍。
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