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内容摘要:酶电化学生物传感器在临床医学、环境监测、生物制药、食品安全与生物发酵等方面都有着重要的应用,并具有便携性、特异性、灵敏性、低成本和容易实现实时检测与分析等优点。近年来,通过制备高性能导电聚合物来构建酶活性高和稳定性好的酶电化学生物传感器是研究的热点。含有羧基或羟基的聚噻吩衍生物是一类重要的导电聚合物,它们具有优良的电化学活性、环境稳定性以及可加工性,适宜于共价固定酶构建高稳定性的酶电化学生物传感器。然而,含有羧基或羟基的聚噻吩衍生物通常在有机溶剂中电化学聚合,这不利于酶电化学生物传感器中酶活性的保存。与传统有机溶剂相比,离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”具有优异的性能,不仅有益于制备高性能的导电聚合物,而且还可以保持酶的生物活性。本论文主要研究了在离子液1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BmimPF6)中电化学制备的聚3-噻吩乙酸(PTAA)膜上分别共价固定了抗坏血酸氧化酶(AO)和谷氨酸氧化酶(GO)从而构建了PTAA/AO生物传感器和PTAA/GO生物传感器。另外,在离子液BmimPF6/水溶液中电化学制备的聚羟甲基3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOTM)-多壁碳纳米管(MWCNTs)复合膜上共价固定了葡萄糖氧化酶(GOx),从而构建了PEDOTM-MWCNTs/GOx生物传感器。最后,我们对构建的生物传感器进行了电化学表征、参数优化和性能测试。具体内容如下:1在离子液BmimPF6中实现了3-噻吩乙酸(TAA)单体的电化学聚合,并对不同溶剂体系(乙腈和离子液BmimPF6)中制备的PTAA膜性能进行了对比研究。研究表明:在离子液BmimPF6中电化学制备的PTAA膜,降低了单体TAA的起始氧化电位,提高了聚合物的性能,增强了对酶的生物相容性。2把AO共价固定在离子液BmimPF6中制备的PTAA膜上构建了PTAA/AO生物传感器,并与AO共价固定在乙腈中制备的PTAA膜上构建的PTAA/AO生物传感器相对比。同基于乙腈中制备的PTAA膜作为模板构建的PTAA/AO生物传感器相比,基于BmimPF6中制备的PTAA膜作为模板构建的PTAA/AO生物传感器具有更短的响应时间、更宽的线性范围、更低的检测限、更好的酶活性和生物亲和力、更显著的灵敏度以及更好的操作和保存稳定性。3把GO共价固定在离子液BmimPF6中制备的PTAA膜上构建了PTAA/GO生物传感器,并对该生物传感器进行了电化学性能表征和参数优化。研究结果表明:该生物传感器具有短的响应时间、宽的线性范围、低的检测限、好的酶活性和生物亲和力、显著的灵敏度以及好的操作和保存稳定性。4将MWCNTs和单体羟甲基3,4-乙撑二氧噻吩(EDOTM)在BmimPF6/水溶液中电化学制备了PEDOTM-MWCNTs复合膜。研究结果表明:将MWCNTs引入到PEDOTM膜中,不仅提高了聚合物的电子转移能力,而且改善了聚合物的机械性能。5把GOx共价固定在PEDOTM-MWCNTs复合膜上构建了PEDOTM-MWCNTs/GOx生物传感器。研究结果表明:该生物传感器具有短的响应时间、宽的线性范围、低的检测限、好的酶活性和生物亲和力、显著的灵敏度以及好的操作和保存稳定性。