论文部分内容阅读
生物活性分子的固定是研制生物传感器的关键环节,开发简便有效的固定方法和制备高效固定新材料,对改善生物传感器性能至关重要。金属—有机配位聚合物(MOCPs)具有系列优异的性质,特别是其突出的吸附/包埋能力及多孔性,可望用于高效固定生物分子并发展高性能生物传感器,但鲜有相关研究。纳米材料具有丰富而独特的性质,基于纳米材料的复合材料是当前生物传感研究前沿。本文中我们制备了金属—有机配位聚合物的生物/纳米复合材料用于高效固定几种酶,并成功研制了几种高敏葡萄糖/酚类电化学生物传感器。主要工作如下：1.一锅法制备了MOCPs-酶生物复合物(MEBCs)用于生物传感研究。在含酶的pH 7.4的PBS缓冲溶液中,利用2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMcT)与HAuCl4/H2PtCl6配位反应生成MOCPs,同时原位包埋大量高活性葡萄糖氧化酶(glucose oxidase, GOx)或酪氨酸酶(tyrosinase, Tyr),得到MOCPs-酶生物复合物并滴干到电极表面,研制高性能酶传感器检测葡萄糖和多种酚。采用了紫外可见分光光度法、FTIR光谱法、拉曼光谱法和原子力显微镜法表征了所制的MEBCs。发现MOCPs能高效包埋酶同时具有优异的内部传质效率。所制生物传感器性能优于常规电聚合法和化学预氧化/电聚合单体法所制备的传感器,也明显优于文献报道同类传感器。2.制备了MOCPs-金纳米粒子(Au nanoparticles, AuNPs)-酶的生物纳米复合材料用于生物传感研究。在DMcT和酶的混合溶液中加入适量HAuCl4和H2O2,H2O2还原HAuCl4生成AuNPs,利用DMcT与HAuCl4络合生成配位聚合物,同时原位包埋酶和生成的AuNPs,得到MOCPs-AuNPs-酶的生物纳米复合物(MNEBCs)并滴干到电极表面,研制高性能酶传感器检测葡萄糖。采用了紫外可见分光光度法和FTIR光谱法等表征了所制MNEBCs。我们发现引入AuNPs可有效增加酶包埋量和活性。所制备的葡萄糖传感器灵敏度高(115μA cn-2 mM-1),检测限低(10nM,S/N=3),响应时间短,稳定性好,且其性能明显优于单纯配位聚合法制备的生物传感器。3.提出了基于配位作用层层组装MOCPs-酶生物复合物(MEBCs)、铂纳米粒子(Pt nanoparticles, PtNPs)、金纳米粒子并构建可设计可调节的酶生物传感器的新方法。发现基于MEBCs部分没有参与配位的S和N原子与金属纳米粒子／表面间的强配位作用可方便实现配位组装。同时,通过调节MEBCs, AuNPs和PtNPs的组装位置及层数,可轻易调控所制传感器检测葡萄糖的性能。