改性纳米SiO增强的尿酸酶生物传感器机理的研究

摘要

生物传感器是一类涉及多学科的前沿诊断仪器。国内外对生物传感器展开了广泛深入的研究，来满足人们在临床检验、环境监测和生化分析等领域中的需求。 本研究将改性纳米SiO2凝胶和尿酸酶通过交联剂固定于蛋膜上，将酶膜紧贴于铂盘电极表面，然后以自制铂片电极为对电极、甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，测定体液中尿酸的浓度。当体液中的尿酸通过酶膜时，与酶进行反应，检测出该处产生的反应电流，然后将其换算成尿酸浓度加以显示。考察了电极的选择、尿酸酶的固定量、改性纳米凝胶的修饰量、温度、缓冲溶液pH值、扫描速率等因素对尿酸酶传感器的影响。实验结果表明：选用铂盘电极、尿酸酶固定量为1U、添加浓度为1.17％改性的纳米SiO2凝胶3μL、在45℃、pH6.50、扫描速率为60mV/s的条件下进行测量，响应电流最大。尿酸浓度的检测范围在1.0×10-5～1.0×10-3mol/L，检出限为5.0×10-6mol/L，RSD为3.70％(n=10)。 本研究中增强电流响应信号的纳米SiO2采用微乳液法制备。以氨水为催化剂，利用正硅酸乙酯的水解反应，在TritonX-10/正辛醇/环己烷/氨水所组成的微乳液体系下，制备纳米SiO2。并对制备的纳米SiO2形貌进行透射电镜分析，结果显示，制备的纳米SiO2颗粒为均匀球形，粒径在80nm左右。 本研究中纳米SiO2的改性采用接枝树形分子的方法进行。首先在纳米SiO2表面导入氨基作为引发剂，然后重复进行Michael加成反应和酰胺化反应两个过程。本论文讨论了接枝代数等因素对改性效果的影响，并用红外光谱、热分析、酸碱滴定分析等手段对纳米SiO2的改性效果进行了表征。实验结果表明，随着接枝代数的增多，氨基接枝率增高，改性效果越好。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述及本论文设想

第一节研究目的及意义

第二节尿酸浓度的传统测定方法

第三节国内外尿酸酶生物传感器的研究进展

第四节纳米颗粒的增强机理

第五节纳米颗粒增强的生物传感器

第六节纳米颗粒增强尿酸酶生物传感器的研究设想

参考文献

第二章纳米SiO2的制备及表征

第一节引言

2.1.1纳米SiO2的性质和应用

2.1.2纳米SiO2的制备方法

第二节实验部分

2.2.1纳米颗粒在微乳液中的形成机理

2.2.2制备纳米SiO2的反应机理

2.2.3仪器与试剂

2.2.4实验方法

2.2.5实验结果与表征

第三节本章小结

参考文献

第三章纳米SiO2的改性及表征

第一节引言

第二节树形分子简介

3.2.1树形大分子的朔源及特性

3.2.2树形大分子的研究进展

3.2.3树形大分子的表征方法

3.2.4树形大分子的应用前景

第三节实验部分

3.3.1树形分子改性纳米SiO2的反应机理

3.3.2仪器与试剂

3.3.3实验方法

3.3.4实验结果与表征

第四节本章小结

参考文献

第四章纳米SiO2增强的尿酸酶生物传感器

第一节引言

第二节酶的固定化

4.2.1酶的固定化方法

4.2.2使用生物材料固定化酶

第三节实验部分

4.3.1尿酸酶生物传感器的工作机理

4.3.2仪器与试剂

4.3.3实验方法

4.3.4尿酸酶传感器测试条件的优化

第四节改性纳米SiO2对电流响应的影响

第五节尿酸酶生物传感器性能测试

4.5.1尿酸酶传感器检测尿酸的线性范围和检测限

4.5.2重复实验

4.5.3干扰实验

第六节本章小结

参考文献

第五章全文总结及下一步建议

第一节全文总结

第二节下一步建议

附录：硕士期间发表论文情况

致谢