碳纤维超微电极直接电化学及其应用研究

摘要

基于生物识别的高度专一性与电化学信号检测的放大作用相结合的电化学生物传感器，具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点，在临床诊断、生物分析、环境监测等领域具有广泛的应用前景。超微电极测试技术作为一种重要的测试技术，在超微电极上扩散速度快，电极表面电流密度高，测定的信噪比高，从而可提高测定的灵敏度。因此，超微电极已成为直接研究生物大分子电化学的有力手段。本研究工作致力于发展氧化还原蛋白质在碳纤维超微电极上的直接电化学行为研究，在超微修饰电极表面修饰一层媒介体，加速氧化还原蛋白质(酶)与电极间的电子转移，可提高测定的选择性；对于开发新型的生物传感器均有重要的意义。主要完成了以下研究工作： 1、利用超微电极优良的电化学特性，结合壳聚糖具有很强的成膜能力的性质，膜表面丰富的-NH2，与戊二醛交联固定HRP酶，并用纳米铂作为增强电子传递的促进剂，制备了无电子媒介的H2O2微型生物传感器—第三代酶传感器。在无电子媒介的情况下，辣根酶生物传感器测定H2O2的线性范围为6.4×10-7～3.6×10-3M。说明微型传感器也有较好的灵敏度和检测性能，超微电极对蛋白质直接电化学研究提供了一种有力的手段。 2、制备纳米Au-壳聚糖复合材料，壳聚糖膜表面丰富的-NH2与纳米Au强静电结合，在超微电极表面获得稳定的纳米Au修饰层。在形成的纳米Au层自组装Hb，以此来固定血红蛋白。负电性的纳米Au可以有效地保持酶的活性，制备得到性能良好的生物传感器，测定H2O2的线性范围是8.5×10-6至4.40×10-3M。测定NaNO2的线性范围是0.25×10-6至2.80×10-6M。 3、研究把参比电极微型化，实现参比电极和工作电极一体化，发展一种微型化、一体化的超微电极，并对二电极系统的电化学行为进行了研究，该一体化的超微电极具有操作简单，灵活，易用于细小生物体如活细胞的检测等优势。结合纳米Au-壳聚糖复合材料的优势，进一步在超微电极表面形成纳米Au活性界面的方法，用于探究纳米Au和壳聚糖复合材料界面与蛋白质间的直接电子传递。结果表明：通过固定生物材料的纳米Au层界面，可实现细胞色素c与一体化的超微电极间的直接电子传递。

目录

文摘

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第1章绪言

第2章基于碳纤维超微电极沉积铂纳米颗粒的无电子媒介H2O2生物传感器的研究

第3章基于碳纤维超微电极纳米金-壳聚糖复合材料修饰的无电子媒介血红蛋白生物传感器

第4章基于纳米金-壳聚糖复合材料修饰一体化碳纤维超微电极及对细胞色素c的直接电化学研究

结论

参考文献

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致谢