基于納米復(fù)合功能材料的電化學(xué)生物傳感研究.pdf

1、電化學(xué)生物傳感器具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、易于實現(xiàn)微型化和自動化等優(yōu)點，因而在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)殘分析、食品工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。納米材料作為一種新型材料具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、電催化性能以及良好的生物相容性，所以是目前的研究熱點。將新型納米材料應(yīng)用于生物傳感器的制備可以顯著提高傳感器的性能。本研究將高嶺土納米管、卡拉膠、石墨烯、碳納米管等高聚物和納米材料用作生物傳感界面的構(gòu)建。本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　

2、 (1)構(gòu)建了一種高嶺土納米管/離子液體(HNTs/ILs)納米復(fù)合膜，以該復(fù)合膜為電極修飾材料固載血紅蛋白(Hb)，HNTs特殊的管狀結(jié)構(gòu)和ILs良好的導(dǎo)電性為Hb提供了一個友好的生物微環(huán)境，不但保持了Hb的活性而且極大地促進(jìn)了其直接電子轉(zhuǎn)移。制備的HNTs/Hb/ILs修飾電極對H2O2表現(xiàn)出良好的電催化響應(yīng)，其線性范圍為7.5×10-6～9.75×10-5 M，檢測限低2.4μM(S/N=3)，靈敏度高10.51μAmM-1而且重

3、現(xiàn)性好。因此，高嶺土納米管/離子液體復(fù)合膜是研究新型的第三代傳感器的理想平臺。
　　 (2)成功構(gòu)建了一種新穎的具有良好生物相容性的卡拉膠/離子液體復(fù)合膜，將該復(fù)合膜用來固載血紅蛋白并實現(xiàn)了其直接電子傳遞速率。同時，Hb-IL-carrageenan修飾電極對H2O2有顯著的電催化作用，在5×10-6～1.5×10-4M的范圍內(nèi)，其催化峰電流大小與H2O2的濃度有良好的線性關(guān)系，檢測限為2.12×10-7M(S/N=3)，靈敏度

4、為13.42μA mM-1。
　　 (3)通過電沉積銅膜到石墨烯修飾的玻碳電極上，形成的銅/石墨烯復(fù)合膜，通過場發(fā)射表征了該復(fù)合膜的成功制備。電化學(xué)實驗表明石墨烯極大地提高了銅膜的電化學(xué)響應(yīng)。該復(fù)合膜修飾的電極用來檢測葡萄糖，制備的傳感器其線性范圍為8×10-6～9.4×10-4M，線性相關(guān)系數(shù)為0.9967，檢測限為2.5μM(S/N=3)，靈敏度為0.225μAμM-1，選擇性較好。研究結(jié)果表明石墨烯及其復(fù)合材料在電分析化學(xué)

5、領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
　　 (4)利用酶催化銀沉積的信號放大方法構(gòu)建了一種高效、靈敏的黃曲霉毒素B1(AFB1)的電化學(xué)免疫傳感器。將陽離子聚合物聚乙烯亞胺(PEI)通過靜電吸附的方法修飾到超順磁性多壁碳納米管上(MAGCNTs)，制成表面帶有氨基的功能化磁性多壁碳納米管(MAGCNTs-PEI)。將抗原AFB1-BSA與MAGCNTs-PEI通過希夫堿固定在磁性玻碳電極表面。固定的抗原與待測的AFB1分子競爭固定數(shù)量的抗體