一种基于葡萄糖氧化酶的新颖葡萄糖电化学传感器的研究

摘要

葡萄糖氧化酶是一种重要的生物大分子，是一种葡萄糖的高效氧化催化酶，研究葡萄糖氧化酶的电化学现象在生命科学中具有重要的意义。本论文集自组装、纳米技术和溶胶-凝胶技术于一体，一步法同时有序地固定葡萄糖氧化酶和金溶胶于三维硅溶胶-凝胶网络结构中，实现了葡萄糖氧化酶在金电极表面上有效和稳定的直接电子转移。探讨了酶固定量、L-半胱胺酸量对循环伏安极峰电流的影响，并优化了电极制备的实验条件。固定于金电极表面的葡萄糖氧化酶在-0.4～+0.6V的电位扫描范围的循环伏安图上有一对很好的氧化还原峰，阴阳峰电位之差为△Ep=210 mV(扫速为100mV s-1)，根据(Epa+Epc)/2估算可得到式量电位为110 mV(vs.SCE)，GOD/Cys/AuNP/sol-gel/Au电极表面直接电子转移的速率常数为2.9 s-1。进一步的实验结果显示，固定在GOD/Cys/AuNP/sol-gel/Au电极表面的GOD能保持其对葡萄糖氧化的生物电催化活性，而且电催化活性很稳定，酶电极对葡萄糖检测的响应时间小于5 s，线性范围是10-130μmol L-1，检测限为3μmol L-1(信噪比3)，按照Lineweaver-Burk方程得到GOD/AuNP/Cys/sol-gel/Au电极的Michaelis-Menten常数(KMapp)为9.8 mmol L-1，GOD/AuNP/Cys/sol-gel/Au电极在4℃下放置100天后对葡萄糖的响应仍保持原来的92％。实验结果表明：GOD/AuNP/Cys/sol-gel/Au电极显著增强了葡萄糖传感器的响应灵敏度和稳定性，明显缩短了传感器的响应时间，降低了传感器的工作电压，并具有抗干扰的特点。该方法制备电极简单易行、易于操作，并可用于其他生物氧化还原蛋白质和酶的固定。

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文摘

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第一章前言

1.1生物传感器

1.2酶生物传感器

1.2.1酶学原理

1.2.2酶生物传感器的发展

1.2.3固定化酶的方法

1.2.4纳米材料在生物传感器中的应用

1.3葡萄糖氧化酶生物传感器

1.3.1葡萄糖氧化酶(GOD)

1.3.2基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器

参考文献

第二章研究目的、对象及实施步骤

2.1研究目的

2.2研究对象

2.3研究实施的步骤

第三章实验部分

3.1仪器

3.2试剂

3.3实验步骤

3.3.1电极的预处理

3.3.2 GOD/AuNP/Cys/Au电极的制备

3.3.3 GOD/AuNP/Cys/sol-gel/Au电极的制备

第四章结果与讨论

4.1 GOD/Cys/AuNP/sol-gel/Au电极的电化学行为研究

4.2 GOD/Cys/AuNP/sol-gel/Au电极的制备条件优化

4.3 GOD/AuNP/Cys/sol-gel/Au电极对葡萄糖的安培响应

4.4酶电极的选择性和稳定性

4.5结论

参考文献

论文完成情况

致谢