基于明胶-多孔炭过氧化氢生物传感器的制备及其应用研究

摘要

生物传感器的连续使用变得越来越重要，因为其构成元件稳定性的缺乏而导致长寿命的生物传感器未实现商业化。针对于此，本论文以明胶及鱼鳞基多孔炭材料为载体材料构建稳定性优异的生物传感器，并对其性能及应用方面做了系统研究。具体研究工作如下:
　　第一，通过物理吸附和化学交联联合固定的方法对过氧化氢酶固定化技术的设计，成功制备出了高稳定性明胶-多孔炭固定化过氧化氢酶第三代生物传感器。明胶作为电极材料的分散剂与多孔炭形成稳定基体，良好的生物相容性确保了酶的生物活性。鱼鳞基多孔炭的多级孔分布结构和修饰电极敏感膜的多孔结构为离子的快速传递提供了通道，促进了酶与电极表面的直接电子传递。该酶传感器对H2O2表现出了良好的催化性能，其线性范围为0.2-10.7mM H2O2，检出限为0.7μM，灵敏度为74.69μAmM-1cm-2，抗干扰性好，具有优异的工作稳定性和长期储存稳定性。并将其应用于牛奶中H2O2的检测，其回收率在97％～103％。
　　第二，以明胶为多功能助剂，抗坏血酸为还原剂还原硝酸银制备出了银纳米颗粒，并将其用于无酶传感器的构建，成功制备了高稳定性明胶/银纳米颗粒-多孔炭修饰的无酶过氧化氢传感器体系。鱼鳞基多孔炭不仅促进了银纳米颗粒与电极表面的直接电子传递，更是与明胶协同提高了其传感器的稳定性。该无酶传感器对H2O2检测的线性范围为0.2-12.3mM，检出限为0.6μM，灵敏度为228.92μAmM-1cm-2，且显示出了它优异的抗干扰性和长期储存稳定性。将其应用于牛奶中H2O2痕量检测，回收率控制在97％～103％，为H2O2的无酶测定提供了一个良好的平台。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 生物传感器概述

1．1．1 生物传感器的基本构成及工作原理

1．1．2 生物传感器的发展

1．1．3 酶传感器的研究现状

1．2 过氧化氢生物传感器的研究进展

1．2．1 固定化酶修饰电极的过氧化氢生物传感器

1．2．2 无酶过氧化氢生物传感器

1．3 明胶在生物传感器中的应用

1．4 多孔炭在生物传感器中的应用

1．5 立题依据及研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验原料

2．2 实验仪器

2．3 多孔炭的制备

2．4 载酶量的测定

2．5 明胶-多孔炭固定化过氧化氢酶修饰的生物传感器的制备

2．5．1 玻碳电极的预处理

2．5．2 生物传感器的制备

2．6 明胶-多孔炭修饰的无酶生物传感器的制备

2．6．1 明胶／纳米银的制备

2．6．2 无酶生物传感器的制备

2．7 表征方法

2．7．1 扫描电子显微镜(SEM)

2．7．2 透射电子显微镜(TEM)

2．7．3 紫外分光光度法测试(UV)

2．7．4 X射线衍射测试(XRD)

2．7．5 电化学测试

第三章 结果与讨论

3．1 明胶-多孔炭固定化过氧化氢酶修饰的生物传感器研究

3．1．1 可行性研究

3．1．2 修饰电极的生物敏感膜表面形态分析

3．1．3 生物传感器的电化学性能测定

3．1．4 生物传感器的应用

3．1．5 小结

3．2 明胶-多孔炭修饰的无酶生物传感器的研究

3．2．1 可行性研究

3．2．2 生物传感器的电化学性能测定

3．2．3 生物传感器的应用

3．2．4 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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