基于荧光猝灭效应的光纤葡萄糖生物传感器的研究

摘要

该文对检测葡萄糖含量的荧光式光纤生物传感器进行了大量的实验研究,以期实现对葡萄糖进行快速检测.主要内容包括以下方面:1、研究了溶液状态下游离葡萄糖氧化酶的催化特性,得到了游离葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的最适pH,最适缓冲液浓度以及最佳催化温度等基础条件.2、对葡萄糖氧化酶(GOD)固定的载体进行了研究,在载体选择上选择了醋酸纤维素(CA),玻璃微珠/光纤,溶胶凝胶体系等三种载体并比较了固定GOD的效果,结果表明CA膜为载体比较适合日后光纤葡萄糖传感器实用化的需要.3、对适合固定GOD的CA膜的制备进行了系统的研究,尝试了倾注法和盐析法制备CA膜并比较了固定GOD的效果.实验结果表明:盐析法制备的CA膜固定GOD的效果更佳,但是由于此法制备CA膜成品率低,不适合日后光纤葡萄糖传感器传感膜的批量生产,比较适合用于实验室固定GOD的CA膜的制备.4、CA薄膜的结构、固定条件和反应条件等因素对固定化酶膜的活性具有重要影响:我们对共价法和共价-交联法固定化过程中所有的固定步骤都进行了详细的研究,研究了活化条件、戊二醛、牛血清白蛋白、葡萄糖氧化酶的浓度、固定化时间、GOD固定后的稳定性等影响因素并且做了最优化.经过比较发现,共价-交联法是固定GOD的最优方法.5、在上述研究的基础上用醋酸纤维素为载体固定荧光试剂(钉(II)-联吡啶)作为荧光试剂并设计了一种基于荧光猝灭效应的光纤葡萄糖生物传感器.我们用蓝光LED作为激发光源,激发光(416nm)通过Y型光纤到达固定有荧光试剂的传感器探头上(浸没在葡萄糖溶液中),使荧光试剂产生荧光.被分子氧猝灭后的荧光寿命用较为先进的

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1光纤生物传感器简介

1.1.1光纤生物传感器的原理

1.1.2光纤生物传感器的基本结构

1.1.3光纤生物传感器特点

1.2光纤葡萄糖传感器的研究进展

1.2.1光纤葡萄糖传感器的研究背景

1.2.2光纤葡萄糖传感器的原理及其分类

1.2.3光纤葡萄糖传感器的研究进展

1.2.4光纤葡萄糖传感器的市场背景

1.3选题的目的、意义及主要内容

第二章葡萄糖氧化酶(GOD)的固定化方法研究

2.1生物传感膜的特点及研究概况

2.1.1膜的分类

2.1.2生物传感用膜的特点

2.1.3几种常见的成膜方法

2.2酶固定化技术

2.2.1酶与固定化酶的特点

2.2.1酶的固定方法

2.3葡萄糖氧化酶(GOD)概述

2.3.1葡萄糖氧化酶(GOD)的结构及一般性质

2.3.2葡萄糖氧化酶(GOD)的催化特性

2.4以醋酸纤维素膜(CA)固定GOD及其效果评价

2.4.1倾注法制备制备醋酸纤维素酶膜

2.4.2盐析法制备制备醋酸纤维素酶膜

2.5在玻璃光纤/玻璃微珠上固定GOD的探索性研究

2.5.1仪器与试剂

2.5.2葡萄糖氧化酶玻璃微珠的制备

2.5.3固定化酶的活力测定

2.5.4实验结果及讨论

2.6溶胶—凝胶(Sol-gel)法固定GOD

2.6.1仪器与试剂

2.6.2溶胶—凝胶GOD膜的制备

2.6.3溶胶—凝胶GOD膜的活力测定

2.6.4实验结果及讨论

2.7本章小结

第三章影响固定化GOD活力的因素

3.1 GOD固定方案描述

3.2 CA膜的厚度对固定化GOD的活性影响

3.3 CA膜的预氧化对固定化GOD的影响

3.4戊二醛(GA)的影响

3.5牛血清白蛋白(BSA)的影响

3.6最佳给酶量和固定化时间

3.7固定化GOD的稳定性

3.8固定化机理讨论

3.9本章小结

第四章光纤葡萄糖生物传感系统的构建

4.1基于荧光猝灭效应的光纤葡萄糖生物传感器原理

4.2传感探头的制备

4.2.1仪器与试剂

4.2.2 CA膜的制备

4.2.3 GOD的固定

4.2.4固定化酶活力的测定

4.2.5荧光试剂膜的制备

4.3光纤葡萄糖生物传感器的设计

4.4系统检测

4.5结果与讨论

4.5.1、传感特征

4.5.2、响应时间测试结果

4.5.3、检出范围

4.5.4、传感器的稳定性

4.5.5、传感器的重复性

4.6本章小结

第五章研究总结及展望

参考文献

致谢

附：作者在攻读硕士期间已发表论文