基于聚苯胺及其复合材料的生物传感器

摘要

该文采用电化学方法首次制备了具有特殊渗透选择性的聚苯胺/聚异戊二烯复合膜,它能在抗坏血酸存在下让过氧化氢选择透过.扫描电镜和电化学研究表明,该复合膜与聚苯胺膜相比,具有较紧密的结构和较低的电化学活性.以聚苯胺/聚异戊二烯复合膜为基质材料成功制备了具有高选择性的葡萄糖生物传感器.传感器能有效消除电活性物质(抗坏血酸)对测量带来的干扰,同时具有较高的操作和贮存稳定性(连续使用150次,冷藏5个月后,响应无明显下降).提出了生物传感器构制的新方法—原位电化学聚合法.采用电化学掺杂方法首次将胺氧化酶固定在聚苯胺膜中制成聚苯胺/胺氧化酶电极.首次以羧基化单壁碳纳米管为基质材料共价固定葡萄糖氧化酶,并制成了第一个基于碳纳米营的生物传感器.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1导电聚合物离子敏、气敏、湿敏传感器研究进展

1.1.1导电聚合物离子传感器

1.1.2导电聚合物气敏、湿敏传感器

1.1.3导电聚合物离子敏、气敏、湿敏传感器研究展望

1.2导电聚合物生物传感器研究进展

1.2.1导电聚合物生物传感器研究概况

1.2.2导电聚合物生物传感器工作原理

1.2.3导电聚合物固定生物分子的原理

1.2.4导电聚合物生物传感器的制备

1.2.5导电聚合物生物传感器的优点和发展趋势

第二章课题的目的意义、研究内容和创新之处

2.1课题的目的意义

2.2研究内容

2.3创新之处

第三章实验部分

3.1原料和试剂

3.2生物传感器基质材料的制备

3.3酶电极的制备

3.4生物传感器响应的测定

3.4其他测试

第四章聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的电化学制备及其在葡萄糖传感器中的应用

4.1聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的电化学制备

4.2聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的表征和特性

4.2.1聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的FT-IR光谱

4.2.2聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的循环伏安特性和交流阻抗

4.2.3聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的表面形貌

4.2.4聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的渗透选择性

4.3基于聚苯胺/聚异戊二烯复合膜的葡萄糖传感器

4.3.1葡萄糖传感器制作的最适条件

4.3.2外界因素对PAn/PIP-GOD传感器响应的影响

4.3.3 PAn/PIP-GOD电极的响应特性

4.3.4 PAn/PIP-GOD电极的稳定性

本章小结

第五章基于聚苯胺/聚丙烯腈复合膜的高稳定性酚传感器

5.1聚苯胺/聚丙烯腈复合膜的电化学制备和性质

5.2酶电极制作参数的确定

5.2.1复合膜组成的选择

5.2.2聚合电位的选择

5.3 PAn/PAN-PPO膜的表面形貌

5.4外界因素对PAn/PAN-PPO传感器响应的影响

5.5 PAn/PAN-PPO电极响应特性

5.6 PAn/PAN-PPO电极的稳定性

5.7苯甲酸对PAn/PAN-PPO酶电极的抑制作用

5.7.1苯甲酸对多酚氧化酶的抑制

5.7.2溶液pH对抑制作用的影响

5.7.3温度对抑制作用的影响

5.7.4苯甲酸对多酚氧化酶电极的抑制动力学

5.7.5抑制剂苯甲酸的测定

本章小结

第六章包覆在聚苯胺/聚丙烯腈复合膜中的胆碱氧化酶的生物电化学响应和动力学

6.1操作条件对酶电极响应的影响

6.2 PAn/PAN-ChO电极响应的动力学特征

6.3酶电极的制备重现性和稳定性

本章小结

第七章基于聚苯胺/聚丙烯腈复合膜的葡萄糖传感器

7.1生物传感器的制备

7.2生物传感器的响应特性

7.2.1溶液pH对传感器响应的影响

7.2.2外加电位对传感器响应的影响

7.2.3温度对传感器响应的影响

7.2.4传感器的浓度校正曲线

7.2.5传感器的选择性

7.3传感器的稳定性

7.4传感器在血糖测定中的应用

本章小结

第八章胺氧化酶修饰聚苯胺电极的生物电化学响应特性

8.1聚苯胺膜在固定酶前后的电化学特性

8.2酶电极的生物电化学响应

8.3酶电极的稳定性

8.4酶电极反应的动力学特征

8.5酶电极的应用

本章小结

第九章碳纳米管在生物传感器中的应用初探

9.1单壁碳纳米管(SWNTs)的羧基化和表征

9.1.1羧基化碳纳米管(SWNTs-COOH)的红外光谱表征

9.1.2碳纳米管的TEM形貌

9.1.3羧基化碳纳米管的电化学特性

9.2 Pt/SWNTs-GOD电极的生物电化学响应特性

9.2.1碳纳米管的氧化时间对传感器响应的影响

9.2.2外加电位对传感器响应的影响

9.2.3溶液pH值对传感器响应的影响

9.2.4传感器的浓度校正曲线

9.2.5传感器的稳定性

本章小结

结论

参考文献

附录1符号说明

附录2攻读博士期间完成的论文

致谢