二氧化硅球腔微電極陣列以及復(fù)合磁性納米氧化鐵的制備與應(yīng)用.pdf

1、微電極具有常規(guī)電極無法比擬的特點，如極高的電流密度，極短的響應(yīng)時間等，但單支微電極的響應(yīng)信號很微弱，通過將多支微電極并聯(lián)組成的微電極陣列可解決該缺點。微電極陣列不僅能有效放大響應(yīng)電流，還可保留單支微電極電化學(xué)特性，從而可在常規(guī)電化學(xué)儀器上獲得滿意的結(jié)果。磁性納米粒子是一種新型的納米材料，由于具有獨特的化學(xué)和物理性能而成為研究的熱點。這兩種材料都由于其優(yōu)越的特性而為生物傳感器領(lǐng)域開辟了廣闊的前景。本研究工作采用簡單的方法制備了二氧化硅(S

2、iO2)球腔陣列、納米金(nano—Au)/SiO2球腔陣列以及復(fù)合磁性納米氧化鐵，并研究了這些材料在生物傳感器方面的應(yīng)用。研究主要內(nèi)容如下：
　　 1、二氧化硅球腔微電極陣列和復(fù)合磁性納米氧化鐵的制備
　　 1．1以聚苯乙烯(PS)微球陣列為模板，采用溶膠—凝膠法在氧化銦錫(ITO)電極上制備SiO2球腔陣列，并以此為模板采用電沉積法在SiO2球腔陣列底部沉積nano—Au顆粒，進一步構(gòu)建二維有序超微電極陣列。采用光學(xué)

3、顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、循環(huán)伏安(CV)法等研究了構(gòu)建的微電極陣列的性能。
　　 1．2采用簡單廉價的水熱法制備單分散氧化鐵磁性納米粒(Fe3O4MNPs)，然后利用溶膠—凝膠法在Fe3O4MNPs包一層SiO2制得SiO2/Fe3O4磁性納米粒(SiO2/Fe3O4MNPs)。采用透射電鏡(TEM)、室溫磁滯回線等對復(fù)合納米粒子的形貌和磁性進行了表征。
　　 2、生物電化學(xué)應(yīng)用
　　 2．1采用滴涂法分別將

4、血紅蛋白(Hb)和肌紅蛋白(Mb)固定在SiO2球腔微電極陣列和nano—Au/SiO2球腔微電極陣列上，研究了這兩種酶在微電極陣列上的直接電化學(xué)。Hb和Mb在構(gòu)建的微電極陣列上均能很好地保持活性，所構(gòu)建的傳感器對雙氧水(H2O2)均具有良好的催化作用，得到的線性關(guān)系分別為2．03×10—6～1．21×10—2mol/L、7．31×10—6．90×10—3mol/L，檢出限為5．73×10—7mol/L、9．99×10—7mol/L，米

5、氏常數(shù)KMapp為0．266mmol/L、1．92mmol/L。結(jié)果表明固定化酶具有較高的活性，且H2O2有較強的親和能力。
　　 2．2將經(jīng)過聚二丙烯基二甲基氯化銨(PDDA)和氯化鈉(NaCl)混合溶液處理后的SiO2/Fe3O4MNPs分別與Hb和辣根過氧化物酶(HRP)混合，最后滴涂在ITO電極表面，研究了這兩種蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)。這兩種酶修飾電極均對H2O2響應(yīng)性能好，其線性范圍分別為2．03×10—6～4．05×10