納米材料基黃嘌呤氧化酶電極.pdf

1、一、基于類水滑石第一代黃嘌呤高分析性能生物電極及別嘌呤醇的抑制作用研究 黃嘌呤的檢測(cè)在臨床和食品質(zhì)量控制上都具有非常重要的意義。因此，使用新穎的無(wú)機(jī)材料類水滑石( LDHs)固定黃嘌呤氧化酶(XnOx)，開發(fā)了一種新的黃嘌呤生物傳感器。計(jì)時(shí)安培法檢測(cè)黃嘌呤時(shí)，修飾電極采用的電位是0.55 V(相對(duì)于SCE)。由于LDHs的特殊性能，例如化學(xué)惰性、機(jī)械和熱穩(wěn)定性、陰離子交換能力、高孔隙率和溶脹性能等等，使得XnOx/LDHs修飾電

2、極表現(xiàn)出優(yōu)異的分析特性。當(dāng)S/N=3時(shí)，生物傳感器對(duì)黃嘌呤濃度響應(yīng)的線性范圍為1×10-6 M到2×10-4M，靈敏度為220 mA M-1 cm-2，檢測(cè)下限為1×10-7 M。此外，固定了黃嘌呤氧化酶的LDHs膜用原子力顯微鏡觀察時(shí)，在空氣環(huán)境和液體環(huán)境下，LDHs都顯示了有趣的膨脹現(xiàn)象。在本章中，XnOx/LDHs修飾電極還用來(lái)研究別嘌呤醇對(duì)黃嘌呤氧化酶的抑制作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，別嘌呤醇的抑制效果屬于準(zhǔn)可逆的競(jìng)爭(zhēng)類型。 二

3、、基于納米碳酸鈣第二代黃嘌呤高靈敏度高選擇性生物電極 用納米碳酸鈣作為酶的固定載體，研究了一種新型的黃嘌呤生物傳感器，得到了良好的電化學(xué)響應(yīng)特性，又進(jìn)一步將這種載體固定黃嘌呤氧化酶(XnOx)和辣根過(guò)氧化酶(HRP)構(gòu)建一種雙酶生物傳感器，并且能夠同時(shí)達(dá)到酶促反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)氧化氫的電化學(xué)氧化以及還原。構(gòu)建的XnOx/Nano-CaCO3單酶電極和XnOx/HRP/ Nano-CaCO3雙酶電極對(duì)黃嘌呤進(jìn)行計(jì)時(shí)安培法檢測(cè)時(shí)，分別將電

4、位固定在0.55 V和-0.05 V(相對(duì)于SCE)，信噪比為3時(shí)，兩種檢測(cè)的線性范圍分別是2×10-6到2.5×104 M和4×10-7到5×10-5 M，檢測(cè)下限為2×10.6M和1×10-7 M。在更低的操作電位-0.05 V時(shí)，XnOx/HRP/Nano-CaCO3電極表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性，干擾實(shí)驗(yàn)中也反映出其對(duì)于抗壞血酸和尿酸呈現(xiàn)惰性反應(yīng)。另外，XnOx/Nano-CaCO3電極的滲透性還通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤電極伏安法計(jì)算出來(lái)。

5、 三、基于laponite納米材料黃嘌呤第三代直接電子傳遞和復(fù)雜電催化生物電極 在本章中，進(jìn)一步采用laponite納米材料來(lái)設(shè)計(jì)構(gòu)建第三代生物傳感器。這是首次采用laponite作為載體實(shí)現(xiàn)固定含有鉬(molybdenum)復(fù)雜多活性中心的黃嘌呤氧化酶的直接電化學(xué)。XnOx/laponite修飾電極只出現(xiàn)一對(duì)完好的可逆的循環(huán)伏安峰，這對(duì)峰位置約為-0.370 V(vs. SCE，pH為5.0)，是由黃嘌呤氧化酶的FAD活性中心

6、引起的。黃嘌呤氧化酶中的FAD/FADH2氧化還原電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電位在pH4.0-8.0的范圍內(nèi)隨著pH的增加而線性變化，斜率為-54.3 mV pH-1，表明在電化學(xué)反應(yīng)中存在兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)電子的轉(zhuǎn)移。另外，修飾電極中，黃嘌呤氧化酶保持著很好的生物活性，對(duì)黃嘌呤的氧化和硝酸鹽的還原都表現(xiàn)出完好的電催化性能。電催化響應(yīng)隨著黃嘌呤濃度的增加線性變化，信噪比為3時(shí)，線性范圍是3.9×10-8到2.1×10-5 M，檢測(cè)下限為1.0×10-8 M