基于丝网印刷碳糊电极的血红蛋白电化学生物传感器研究

摘要

血红蛋白是人体血液的重要组成部分，负责将氧气输送到人体各个器官。血红蛋白含量过高或过低都会给人体带来损伤，而血红蛋白疾病遍布人群又极广，尤其是贫血在女性中的病发率，高达64.4％，这给广大女性的日常生活带来很多不便和痛苦。由此可见，血红蛋白的检测非常具有普及推广的必要性。然而，现有技术及仪器虽然准确、稳定，但也有无法避免的缺陷——体积大、成本高、操作繁琐，限制了其进一步应用推广。因此，小型化、低成本、快速方便必然成为血红蛋白检测的发展趋势。
　　电化学生物传感器技术以其响应快、灵敏度高等显著优点在临床诊断领域发展迅速。同样，丝网印刷碳糊电极因廉价、体积小、可批量生产等特点在便携式医疗检测设备开发中广泛应用。为实现血红蛋白的低成本、微型化检测，本文提出一种基于丝网印刷碳糊电极的血红蛋白电化学生物传感器，并对其原理和性能进行了研究和分析。亚甲蓝因具有良好的氧化还原活性，被作为媒介体来修饰电极，促使血红蛋白和电极之间发生电子传递。
　　研究表明，传感器对血红蛋白有良好的响应。经大量实验对传感器参数进行优化后，得到血红蛋白与响应电流的关系曲线。在血红蛋白浓度0.2～3.1mM范围内，该曲线具有良好的线性度(R2=0.990)和灵敏度(4.268μA·mM-1·cm2)，线性范围基本满足血红蛋白的临床检测需求。传感器还具有较好的稳定性(CV＜5％)。另外，与医院检测相比，传感器还实现了微量采血(17.5μL)和快速检测(60s)。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 目前检测血红蛋白的技术及仪器

1．3 生物传感器技术

1．4 电化学传感器技术

1．4．1 电化学过程

1．4．2 电化学方法

1．4．3 电化学传感器分类

1．5 本文研究目标与结构安排

第2章 血红蛋白电化学生物传感器概述

2．1 引言

2．2 血红蛋白分子结构

2．3 研究现状总结及分析

2．4 丝网印刷电极

2．4．1 丝网印刷技术

2．4．2 电极制备技术

2．4．3 丝网印刷碳糊电极

2．5 亚甲蓝

2．6 小结

第3章 传感器的制备及对血红蛋白的响应

3．1 传感器制备

3．1．1 试剂与药品

3．1．2 电极制备及修饰

3．2 传感器对血红蛋白的响应

3．2．1 试剂与药品

3．2．2 设备、仪器与软件

3．2．3 反应原理

3．2．4 反应体系

3．2．5 循环伏安法实验及分析

3．2．6 恒电位法实验及分析

3．3 小结

第4章 血红蛋白传感器参数确定及性能评价

4．1 引言

4．2 血红蛋白传感器参数确定

4．2．1 工作电压的确定

4．2．2 反应时间的确定

4．2．3 亚甲蓝浓度的优化

4．2．4 反应面积的确定

4．3 血红蛋白传感器性能评价

4．4 小结

第5章 结论

5．1 总结

5．2 展望

参考文献