基于生物分子功能化碳納米管的傳感特性研究.pdf

1、自從1991年被Iijima發(fā)現(xiàn)后，碳納米管就因其優(yōu)越的力學(xué)、電學(xué)等性能迅速成為物理、化學(xué)、材料及生物領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。具有特殊結(jié)構(gòu)的一維納米材料碳納米管決定了它們具有優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì)，在電化學(xué)、分析化學(xué)、催化和傳感器等方面開(kāi)辟了廣闊的研究領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著對(duì)納米材料研究的深入，越來(lái)越多的人將納米材料作為一種新型的電極材料應(yīng)用于化學(xué)修飾電極與生物傳感、生物催化等領(lǐng)域。
　　 碳納米管用作化學(xué)修飾電極時(shí)，不僅具有納米材料本身的特性，

2、同時(shí)也具有碳納米管比表面積大、表面活性高、表面可帶較多官能團(tuán)以及良好的生物親和性等優(yōu)異性質(zhì)，能夠固定大量的生物活性分子，提高其固定效率和修飾電極的響應(yīng)信號(hào)、重現(xiàn)性、檢測(cè)限及靈敏度等性能。碳納米管的這些特性對(duì)于提高生物傳感器性能、生物醫(yī)藥發(fā)展、生物催化具有重大意義。要實(shí)現(xiàn)碳納米管在生物傳感、醫(yī)藥、催化等方面的廣泛應(yīng)用，必須使碳納米管對(duì)生物分子具有特異性的相互作用，特別是對(duì)生物分子的識(shí)別，這就必須對(duì)碳納米管進(jìn)行生物分子功能化，使其具有良好的

3、生物相容性和識(shí)別功能。
　　 本文在借鑒與總結(jié)國(guó)內(nèi)外利用生物分子酶、蛋白質(zhì)、氨基酸、肽螺旋、抗原/抗體、脫氧核糖核酸(DNA)等功能化CNTs研究的基礎(chǔ)上，利用脫氧核糖核酸(DNA)末端的氨基與羧基化碳納米管上的羧基形成酰胺共價(jià)鍵，制備了DNA功能化碳納米管(DNA/MWNTs)，采用傅里葉變化紅外吸收光譜(FT-IR)、原子力顯微鏡(AFM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)表征方法對(duì)DNA功能化碳納米管的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了分析，并

4、通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)對(duì)DNA功能化的碳納米管電極的電化學(xué)性能以及青蒿素(ART)與碳納米管表面固定化的DNA的相互作用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：DNA通過(guò)酰胺共價(jià)鍵成功的固定連接到碳納米管表面，生物分子DNA仍然保持生物活性，能夠與其它生物分子發(fā)生相互作用，并利用制備的DNA功能化碳納米管電極對(duì)青蒿素(ART)進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明：DNA功能化碳納米管上的DNA探針?lè)肿訒?huì)與ART發(fā)生插嵌作用，形成非電化學(xué)活性物質(zhì)。

5、
　　 同時(shí)本文中還采用電化學(xué)方法對(duì)辣根過(guò)氧化酶(HRP)/硫堇(Th)/MWNTs介電型酶電極上與過(guò)氧化氫(H2O2)的相互作用進(jìn)行了研究，通過(guò)詳細(xì)考察H2O2在HRP/Th/MWNTs電極上的電化學(xué)行為以及掃描速度和H2O2的濃度對(duì)H2O2在HRP/Th/MWNTs電極上電化學(xué)性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在50～400mV.s-1掃描速度范圍內(nèi)，H2O2在HRP/Th/MWNTs電極上的還原過(guò)程由為表面吸附控制；隨著H2O2濃