基于炭納米管及介孔炭的生物傳感器的研究.pdf

1、炭納米管和石墨化有序介孔炭具有比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機械強度高和導(dǎo)電性好等特點,在有機大分子的吸附分離、催化劑的固載和儲氫等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。近年來,這兩種納米炭材料在生物傳感器中的應(yīng)用也引起了人們的廣泛關(guān)注。大量文獻報道表明,利用炭納米管及石墨化有序介孔炭制備的電化學(xué)生物傳感器,具有導(dǎo)電性好、靈敏度高等優(yōu)良性能。但是,炭納米管及石墨化有序介孔炭的功能化以及在電極表面的固定化仍然是此類生物傳感器研究的關(guān)鍵問題。本文研究了炭納米管

2、及石墨化有序介孔炭在電位型過氧化氫傳感器和電位型免疫傳感器中的應(yīng)用,具體工作主要包括如下三個方面:
　　 (1)基于炭納米管修飾的電位型過氧化氫傳感器的研究將羧基化的炭納米管(MWCNTs)和L-半胱氨酸(L—cys)的混合溶液滴涂至玻碳(GCF)電極表面制得MWCNTs／GCE電極,然后再電聚合一層L-半胱氨酸膜,使之形成鑲嵌結(jié)構(gòu),然后將制備好的電極以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(N

3、HS)為偶聯(lián)劑,將辣根過氧化物酶(HRP)固定到電極表面,便得到電位型H2O2傳感器(HRP／poly—L—cys／MWCNTs／GCE)。利用循環(huán)伏安法、交流阻抗法對修飾電極的制備過程進行了表征,考察了pH值、溫度對電極性能的影響,在優(yōu)化的實驗條件下,用電位法測得H2O2的工作曲線斜率達到54.98,線性范圍為8.82×10-8～3.53×10-3mol／L,檢測下限為3.00×10-8mol／L,線性相關(guān)系數(shù)r=0.9945,響應(yīng)時

4、間小于5 min,6支相同傳感器的重現(xiàn)性基本一致,傳感器穩(wěn)定性很好。
　　 (2)基于納米金／聚L-半胱氨酸／炭納米管的電位型免疫傳感器以多壁炭納米管(MWCNTs)作為摻雜劑,在玻碳電極上通過電聚合制備了聚L-半胱氨酸／炭納米管復(fù)合修飾電極(poly—L—cys／MWCNTs／GCE)。在電極表面電沉積一層納米金,進而固定抗體,制得了一種電位型免疫傳感器(Ab／Nano-Au／poly—L—cys+MWCNTs／GCE)。利用

5、循環(huán)伏安法、交流阻抗法對傳感器的制備過程進行了表征,考察了聚合溶液濃度、電沉積納米金時間、固定抗體時間、pH值、溫度對電極性能的影響,在優(yōu)化的實驗條件下,用電位法測得游離抗原(Ag)的工作曲線斜率達到-6.34,線性范圍為2×10-5～1×103ng／mL,檢測下限為1.54×10-5ng／mL,線性相關(guān)系數(shù)r=0.9965。響應(yīng)時間小于5 min,電極的重現(xiàn)性良好,半個月后傳感器的工作曲線斜率下降了16％。
　　 (3)基于有

6、序介孔炭的免疫傳感器制備了納米金粒子包覆的有序介孔炭(OMC)復(fù)合物(GNPs@OMC),利用殼聚糖(cs)溶液將GNPs@OMC固定到電極表面,然后在修飾電極表面電沉積納米金和有序介孔炭的混合溶液,制備了Ab／GNPs@OMC／chito—GNPs—OMC／GCE電位型免疫傳感器。利用循環(huán)伏安法、交流阻抗法對傳感器的制備過程進行了表征,考察了pH值、溫度對電極性能的影響,在優(yōu)化的實驗條件下,用電位法檢測游離抗原(Ag)的工作曲線斜率達