基于納米復合功能材料的電化學生物傳感研究.pdf

1、電化學生物傳感器具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、易于實現微型化和自動化等優(yōu)點，因而在生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測、農殘分析、食品工業(yè)等領域具有廣泛的應用前景。納米材料作為一種新型材料具有優(yōu)良的物理、化學、電催化性能以及良好的生物相容性，所以是目前的研究熱點。將新型納米材料應用于生物傳感器的制備可以顯著提高傳感器的性能。本研究將高嶺土納米管、卡拉膠、石墨烯、碳納米管等高聚物和納米材料用作生物傳感界面的構建。本論文主要研究內容如下:
　　

2、 (1)構建了一種高嶺土納米管/離子液體(HNTs/ILs)納米復合膜，以該復合膜為電極修飾材料固載血紅蛋白(Hb)，HNTs特殊的管狀結構和ILs良好的導電性為Hb提供了一個友好的生物微環(huán)境，不但保持了Hb的活性而且極大地促進了其直接電子轉移。制備的HNTs/Hb/ILs修飾電極對H2O2表現出良好的電催化響應，其線性范圍為7.5×10-6～9.75×10-5 M，檢測限低2.4μM(S/N=3)，靈敏度高10.51μAmM-1而且重

3、現性好。因此，高嶺土納米管/離子液體復合膜是研究新型的第三代傳感器的理想平臺。
　　 (2)成功構建了一種新穎的具有良好生物相容性的卡拉膠/離子液體復合膜，將該復合膜用來固載血紅蛋白并實現了其直接電子傳遞速率。同時，Hb-IL-carrageenan修飾電極對H2O2有顯著的電催化作用，在5×10-6～1.5×10-4M的范圍內，其催化峰電流大小與H2O2的濃度有良好的線性關系，檢測限為2.12×10-7M(S/N=3)，靈敏度

4、為13.42μA mM-1。
　　 (3)通過電沉積銅膜到石墨烯修飾的玻碳電極上，形成的銅/石墨烯復合膜，通過場發(fā)射表征了該復合膜的成功制備。電化學實驗表明石墨烯極大地提高了銅膜的電化學響應。該復合膜修飾的電極用來檢測葡萄糖，制備的傳感器其線性范圍為8×10-6～9.4×10-4M，線性相關系數為0.9967，檢測限為2.5μM(S/N=3)，靈敏度為0.225μAμM-1，選擇性較好。研究結果表明石墨烯及其復合材料在電分析化學

5、領域具有潛在的應用前景。
　　 (4)利用酶催化銀沉積的信號放大方法構建了一種高效、靈敏的黃曲霉毒素B1(AFB1)的電化學免疫傳感器。將陽離子聚合物聚乙烯亞胺(PEI)通過靜電吸附的方法修飾到超順磁性多壁碳納米管上(MAGCNTs)，制成表面帶有氨基的功能化磁性多壁碳納米管(MAGCNTs-PEI)。將抗原AFB1-BSA與MAGCNTs-PEI通過希夫堿固定在磁性玻碳電極表面。固定的抗原與待測的AFB1分子競爭固定數量的抗體