论文部分内容阅读
一.类水滑石(LDHs)无机载体材料:合成、表征及其在制备生物传感器中的应用类水滑石化合物(LDHs),又称为阴离子粘土,由于其独特的亲水性、溶胀性和多孔性,成为一种新型的固定生物酶分子的无机载体材料。类水滑石层由共边的MⅡ(OH)6和MⅢ(OH)6八面体构成,类似于水镁石的层状结构。阴离子粘土层板带正电荷,层间充填有平衡电荷的阴离子,层间通道中的阴离子是可交换的。我们通过共沉淀法合成了LDHs([Zn3-Al-Cl]),并用它有效地固定生物大分子,提供了一种廉价、快速、简单的酶电极制备方法,是构制生物传感器的一种新型材料。将酶/粘土的混合悬浮液滴附在电极表面上,这种沉积方法最大可能的在LDHs膜中固定酶的量以及保持酶的生物活性。二.基于以LDHs为固定载体的安培型葡萄糖生物传感器研究了采用一种新颖的载体材料阴离子粘土(LDHs)固定葡萄糖氧化酶(GOD)制备的电流型生物传感器。类水滑石用实验室共沉淀法合成,GOD通过静电作用固定在LDHs的溶胶中制成生物膜。实验发现,该酶电极在0.6V下(vs.SCE)对葡萄糖溶液表现出快速的电化学响应特性(5s),宽广的线性检测范围(0.001-12mM)以及良好的操作稳定性。传感器的表观米氏常数(KMapp)为4.4 mM,在信噪比为3时,最低检测限可达0.1μM。人体血液中一些电活性物质的存在(除尿酸外)对葡萄糖的检测没有干扰。此外,本文还系统地研究了该传感器构建的最佳参数以及溶液pH值、操作电位和系统温度等使用条件对酶传感器响应电流的影响。三.基于甲醇二茂铁/类水滑石杂化材料的葡萄糖生物传感器提出了一种掺杂氧化还原媒介体的葡萄糖生物传感器,同时将电子传递介体甲醇二茂铁(MeOHFc)和葡萄糖氧化酶(GOD)固定在类水滑石膜上,制备第二代酶电极生物传感器。MeOHFc可以有效的在酶的电活性中心和电极间传递电子,提高测定的灵敏度和准确性。这种LDHs/MeOHFc/GOD酶电极表现出一些优异的特性:、固定化酶对底物具有较大的亲合力(表观米氏常数KMapp为2.25 mM)、高的灵敏度(60 mA M-1 cm-2)、低的检测下限(3μM,信噪比为3)以及快速的电化学响应(5s)。特别是甲醇二茂铁能够降低生物传感器的工作电位,在0.25 V (vs. SCE)下对葡萄糖进行测定,从而避免了其他易发生氧化还原的电活性物质的干扰。四.基于人工合成类水滑石的胆碱氧化酶生物传感器研究了类水滑石用于胆碱氧化酶(Choline oxidase, ChOx)的固定构建电流型胆碱生物传感器。研究发现,该酶电极在0.5V下(vs.SCE)对胆碱溶液表现出快速的电化学响应特性(5 s),宽广的线性检测范围( 3.7×10-6~ 6.3×10-4M )以及良好的操作稳定性。固定胆碱氧化酶传感器的表观米氏常数(KMapp)为1.38mM,酶催化反应的表观活化能为26.69 kJmol-1,灵敏度为9.51 mA M-1cm-2。在较高的信噪比下,最低检测限可达0.3μM。此外,本文还系统地研究了溶液pH值、操作电位和系统温度等使用条件对生物传感器响应电流的影响。