新型納米材料在生物傳感器中的應(yīng)用研究.pdf

1、生物傳感器是一門涉及化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，在臨床醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。近年來納米技術(shù)的發(fā)展，又給生物傳感器發(fā)展提供了新的機(jī)遇，探究納米材料在生物傳感技術(shù)中的應(yīng)用這一嶄新的研究領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)的生物傳感器相比，納米生物傳感器呈現(xiàn)出更高的靈敏度以及其它許多優(yōu)越的性能。本論文在綜述了納米材料和生物傳感器的研究背景及其最新發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，著眼于新穎納米粒子在生物傳感器

2、的應(yīng)用研究。制備了多種新型納米粒子，嘗試將其應(yīng)用于L-谷氨酸、尿酸、農(nóng)藥等電化學(xué)生物傳感器的制備和研究工作。具體內(nèi)容如下： 第一部分緒論 綜述了納米材料和生物傳感器的概念及其最新發(fā)展和應(yīng)用，介紹了酶?jìng)鞲衅鞯脑砑懊傅墓潭ɑ夹g(shù)，在此基礎(chǔ)上，著重介紹了納米技術(shù)在生物傳感器中的應(yīng)用。納米技術(shù)引入生物傳感器領(lǐng)域后，其化學(xué)和物理性質(zhì)以及對(duì)生物分子的檢測(cè)靈敏度大幅提高，檢測(cè)的反應(yīng)時(shí)間也得以縮短，并且可以實(shí)現(xiàn)高通量的實(shí)時(shí)檢測(cè)分析，最

3、后簡(jiǎn)述了本論文的工作和意義。 第二部分中性紅摻雜SiO2納米粒子修飾的L-谷氨酸生物傳感器在Ⅰ型糖尿病模型大鼠腦滲析液分析中的應(yīng)用研究 本章以中性紅為核，二氧化硅為殼，利用反相微乳液技術(shù)，通過正硅酸四乙酯的水解制備了摻雜有中性紅的二氧化硅(NRDS)納米顆粒。將NRDS納米顆粒與L-谷氨酸氧化酶(L-GLOD)混合，再通過戊二醛交聯(lián)，得到以中性紅為媒介體的L-谷氨酸生物傳感器。該傳感器不僅克服了傳統(tǒng)介體型傳感器中介體易流

4、失的缺點(diǎn)，更提高了檢測(cè)的靈敏度。實(shí)驗(yàn)證明，該傳感器對(duì)L-谷氨酸的線性檢測(cè)范圍為1.0×10-7～1.5×10-4mol/L，檢出限為5.0×10-8mol/L。與微滲析技術(shù)聯(lián)用，成功地用于正常大鼠和患糖尿病大鼠腦中L-谷氨酸的檢測(cè)，為生理以及臨床醫(yī)學(xué)的研究提供了新的檢測(cè)手段。 第三部分ZnS量子點(diǎn)修飾的尿酸傳感器用于人體血液中尿酸的測(cè)定研究 本章首次制備了基于表面羧基化ZnS量子點(diǎn)(QDs)的尿酸傳感器。合成的羧基化Zn

5、S量子點(diǎn)具有較好的可溶性和生物兼容性。由于ZnS量子點(diǎn)表面的羧基提供了更多的酶的結(jié)合位點(diǎn)，且具有良好的導(dǎo)電性，使得傳感器的響應(yīng)電流顯著提高，有較高的靈敏度。該傳感器無需媒介體，對(duì)抗壞血酸有較好的抗干擾性能，檢測(cè)線性范圍在50×10-6～2.0×10-3mol·L-1，檢測(cè)限為2.0×10-6mol·L-1，可用于實(shí)際稀釋血樣中尿酸的測(cè)定。這一工作首次將量子點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用于安培型電化學(xué)生物傳感器中，拓寬了傳統(tǒng)量子點(diǎn)應(yīng)用于光學(xué)檢測(cè)的范圍。

6、 第四部分CdS量子點(diǎn)修飾的生物傳感器及其應(yīng)用于農(nóng)藥檢測(cè)的研究 本章制備了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面修飾的硫化鎘(CdS)量子點(diǎn)(QCdS-PVP)，并將其修飾玻碳電極，首次用于安培型乙酰膽堿酯酶(AChE)生物傳感器的研制，成功地應(yīng)用于有機(jī)磷農(nóng)藥敵百蟲的檢測(cè)。試驗(yàn)表明，所合成的QCdS-PVP量子點(diǎn)有較好的水溶性和生物相容性，修飾了QCdS-PVP量子點(diǎn)的傳感器有較高的靈敏度。以硫代乙酰膽堿作底物，對(duì)農(nóng)藥敵百蟲進(jìn)行了測(cè)定，