层状纳米材料增强电化学生物传感器的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:dingzanzan
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基于生物活性物质的直接电化学行为的第三代生物传感器是当前电化学传感器的研究新方向,它不但在了解生物氧化还原过程的动力学和热力学,探索生命体内生理作用机制等理论研究方面具有重要意义,而且在选择性、灵敏度和测量范围等性能方面也比前两代酶传感器有新的突破。近年来,人们开始将纳米材料应用于传感器体系,以实现生物活性物质在电极上的直接电子转移,构造第三代生物传感器,并取得了显著的效果。其中层状纳米材料被认为是最具优势的生物—无机杂化材料的母体之一。因此用具有层状二维结构的纳米材料固定生物蛋白和酶,实现直接电化学,构造第三代传感器的研究是非常有意义的。 本文采用了被认为具有发展潜力的纳米二维层状材料固定辣根过氧化酶或葡萄糖氧化酶,实现氧化还原酶在电极上的直接电子转移,构造安培型电化学传感器,取得了一定的研究进展。研究结果如下: 1.采用新型的纳米材料剥层MnO2纳米片作为固定辣根过氧化酶(HRP)的载体,发现MnO2纳米片固定化的辣根过氧化酶仍保持着良好的生物活性。然后利用剥层MnO2纳米片固定HRP修饰玻碳电极,研究发现由于MnO2纳米片的引入,HRP在电极上实现了有效可逆的直接电子转移,电极表面电子转移常数为6.86s-1。并且修饰电极对底物过氧化氢有良好响应,响应时间小于3s,在信噪比为3时,最低检出限为0.21μmol·L-1,线性范围为1×10-6~4.3×10-4mol·L-1,成功制备了安培型第三代生物传感器。 2.采用成核/晶化隔离法合成纳米层状水滑石Zn-Al-CO3-LDHs,以其作为HRP和葡萄糖氧化酶(GOD)的固定载体,考察了纳米水滑石对HRP
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