基于納米復(fù)合材料構(gòu)建電流型免疫傳感器和過氧化氫生物傳感器的研究.pdf

1、生物傳感器是極具發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)科領(lǐng)域，隨著生物傳感器在食品、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對其提出了更高的要求，未來傳感器的應(yīng)用前景主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：體積小型化、功能多樣化、市場化、智能化與集成化。然而，傳感器的靈敏度，檢測限和穩(wěn)定性等因素制約著傳感器的發(fā)展。本文正是基于以上考慮，制備了基于納米復(fù)合材料構(gòu)建的電流型生物傳感器，以望在靈敏度和穩(wěn)定性上提高傳感器的性能。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　 1.基于層層自組裝半胱氨酸/

2、納米普魯士藍(lán)構(gòu)建人絨毛膜促性腺激素免疫傳感器的研究：利用靜電吸附作用在金電極表面層層自組裝半胱氨酸/納米普魯士藍(lán)雙層結(jié)構(gòu)({NPB/L-cys}2)，利用電沉積技術(shù)在其表面電聚合一層納米金，而后將人絨毛膜促性腺激素固定于納米金上，最后用血紅蛋白封閉其非特異性活性位點(diǎn)，制得人絨毛膜促性腺激素免疫傳感器。本文利用雙層納米普魯士藍(lán)作為免疫反應(yīng)的氧化還原探針，血紅蛋白代替牛血清白蛋白作為封閉劑，由于雙層納米普魯士藍(lán)和血紅蛋白對過氧化氫良好的電催

3、化還原，免疫反應(yīng)明顯得到放大，并進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明免疫傳感器的靈敏度明顯得到提高。利用電子透射顯微鏡對納米粒子進(jìn)行了表征，采用循環(huán)伏安法對電極的修飾過程和性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，該免疫傳感器測得人絨毛膜促性腺激素的線性范圍為0.5-10.0 mIU/mL和10.0-200.0 mIU/mL，檢測下限為0.2 mIU/mL。此外，該傳感器還具有制備簡單、靈敏度高、穩(wěn)定性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
　　 2.基于導(dǎo)電聚合物-碳納米管

4、復(fù)合材料構(gòu)建電流型人絨毛膜促性腺激素免疫傳感器的研究：本文采用納米金(GNPs)和聚2,6-二氨基吡啶/碳納米管復(fù)合納米材料(pPA/MWNTs)構(gòu)建了一種新型的電流型人絨毛膜促性腺激素免疫傳感器(HCG)。pPA/MWNTs復(fù)合材料采用在MWNTs表面電聚合2,6-二氨基吡啶而制成，GNPs用于在該復(fù)合材料表面固定HCG抗體。采用循環(huán)伏安法，電子隧道掃描顯微鏡對電極的制備過程和電極的性能進(jìn)行了研究。由于MWNTs修飾的電極表面具有大的

5、比表面積，可以增加pPA的固定量，另一方面由于碳納米管特殊的碳結(jié)構(gòu)及良好的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)的pPA的氧化還原性。因此pPA和MWNTs組成的復(fù)合物，具有協(xié)同作用可以大大增強(qiáng)電極表面的電子傳輸，又可以作為免疫反應(yīng)的氧化還原探針。此外，納米金具有良好的導(dǎo)電性和生物兼容性，制備的電極在1.0-10.0 mIU/mL和10.0-160.0 mIU/mL范圍內(nèi)成線性關(guān)系，檢測下限為0.3 mIU/mL，此外該傳感器還表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。<

6、br>　　 3.基于花狀聚合物-銅納米復(fù)合材料構(gòu)建電流型過氧化氫生物傳感器的研究：通過在金電極表面電聚合2,6-二氨基吡啶和硫酸銅的混合溶液制得花狀聚合物-銅復(fù)合納米材料(pPA-FCu)，而后在其表面修飾由殼聚糖-二氧化鋯-納米金組成的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料(ZrO2-CS-AuNPs)，最后將辣根過氧化物酶(HRP)固定于該有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料上，制得HRP/ZrO2-CS-AuNPs/pPA-FCu/gold electrode生物傳感器

7、。利用紫外吸收光度法，電子掃描顯微鏡，循環(huán)伏安法，計(jì)時(shí)電流法和交流阻抗法考察了電極的組裝過程，電化學(xué)特征及性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，pPA-FCu復(fù)合納米材料不但具有良好的電化學(xué)氧化還原電活性，而且對過氧化氫有很好的電化學(xué)催化作用。而ZrO2-CS-AuNPs復(fù)合材料具有好的成膜性，穩(wěn)定性和良好的生物兼容性。因此該傳感器在7.8×10-7-3.7×10-3mol/L范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，檢出限為3.2×10-7mol/L(S/N=3)。此外