基于羥基磷灰石和碳納米管復合納米材料的生物傳感器研究.pdf

1、生物傳感器的特殊優(yōu)點使其近年來得到廣泛的關注和應用。如今,越來越多的材料被用以修飾電極,而以納米材料應用尤為廣泛。如何利用納米材料來固定生物酶,更好地提高傳感器的檢測靈敏度、穩(wěn)定性以及更快速的響應,仍然是分析工作者研究的重點。
　　 羥基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)由于具有有良好的生物兼容性和生物活性,原本是臨床上作為人體骨骼的替代材料,近年來,也進入了生物電化學基礎研究及其生物傳感器開發(fā)的研究領域。本文在實驗室

2、已有對HA雙電位階躍的研究基礎上考察了葡萄糖氧化酶、血紅蛋白等生物大分子在HA修飾電極上的固定,并結(jié)合與碳納米管的共同修飾,考察了生物酶分子在不同修飾電極上的電化學行為,為開發(fā)性能優(yōu)良的新型生物傳感器提供一些研究基礎和實驗技術。本論文主要包含以下幾個方面:
　　 1.基于HA修飾電極的葡萄糖傳感器的研究
　　 采用雙電位階躍法在玻碳(Glassy carbon,GC)電極上電沉積制備HA涂層,將葡萄糖氧化酶(Glucos

3、e oxidase,GOD)固定在HA修飾的玻碳電極上,制得GOD-HA／GC修飾電極。測得該修飾電極的CV曲線上可觀察到一對氧化還原峰,氧化還原峰電流之比接近1,式量電位E0’為-0.387 V、峰電位差ΔEp為28 mV,表明HA可以促進GOD的電子傳遞,并且是一受吸附控制的準可逆過程,該修飾電極對不同濃度葡萄糖呈現(xiàn)良好的線性響應關系。
　　 2.基于HA和SWNTs共同修飾的葡萄糖傳感器的研究
　　 在事先用滴涂法

4、修飾了單壁碳納米管(SWNTs)的玻碳電極上用雙電位階躍法沉積HA涂層,并用自組裝的方法將GOD固定到修飾膜上,制得GOD-HA／SWNTs／GC修飾電極?；陔娀瘜W交流阻抗譜的測試結(jié)果及其所得的電化學參數(shù),討論了GOD在修飾電極上進行的直接電子傳遞的機制,發(fā)現(xiàn)SWNTs和HA的協(xié)同作用可以促進電子傳遞?？疾炝瞬话H值對該修飾電極的電化學行為的影響,以及考察了修飾電極的穩(wěn)定性。修飾電極對不同濃度的葡萄糖溶液的測試得到良好的線性響應關系

5、,且穩(wěn)定性明顯優(yōu)于無SWNTs修飾的電極,線性范圍也較寬。
　　 3.血紅蛋白在HA和SWNTs修飾的玻碳電極上的電化學行為及其應用研究
　　 采用雙電位階躍法在玻碳電極上電沉積HA涂層,應用分子層層自組裝技術將聚陽離子(poly-dimethyldiallyl—ammonium chloride,PDDA)和血紅蛋白(Hb)自組裝到電極上,制得Hb-PDDA-HA／SWNTs／GC修飾電極?？疾炝瞬煌姆稚π揎楇姌O