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生物传感器是近30年发展起来的一项新型的分析测量技术,也是目前最活跃的电化学和电分析化学的前沿领域。电化学生物传感器由于其价格低廉、设计制造简单、灵敏度高、所需仪器设备相对简单、选择性好等优点,已被广泛研究并逐渐应用于临床医学、环境检测和食品工业等领域。为了进一步提高其性能,本文利用电子媒介体和导电聚合物制备了第二代过氧化氢生物传感器,同时寻找新材料、新方法制备了电流响应值高、检测范围广、无电子媒介体的第三代过氧化氢生物传感器并用现代光谱技术、表面表征技术、电化学分析技术对组装过程、功能界面进行了表征。主要研究工作分为两部分:第一部分:过氧化氢传感器1.在铂丝电极上电聚合—层带正电的2-氨基吡啶膜,然后再利用层层自组装技术固定纳米金、电子媒介体硫堇及辣根过氧化氢酶,从而制备了由辣根过氧化氢酶/纳米金/硫堇/纳米金/聚2-氨基吡啶膜修饰的过氧化氢生物传感器。实验中探讨了聚合层数、温度、pH等对电极响应的影响。结果表明该传感器在H2O2浓度6.0×10-7~1.3×10-3 mol·L-1范围内呈线性响应,检出限为2.1×10-7mol·L-1。此外,该传感器具有高的灵敏度、好的稳定性和选择性,能有效排除抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖等常见物质的干扰。2.将聚2,6-二氨基吡啶(pPA)电聚合到铂电极上,吸附带负电的纳米金(nano-Au),然后再吸附带正电的辣根过氧化物酶(HRP),制得无电子媒介体的第三代电流型过氧化氢生物传感器。用交流阻抗仪(EIS)对该传感器的制备过程进行表征,用循环伏安法和计时电流法考察其电化学性质。文中还进一步研究了该传感器的性能和影响因素,结果表明:该生物传感器在无电子媒介体的情况下,对过氧化氢有良好的电催化还原作用,其线性范围为4.2×10-7~1.5×10-3 mol·L-1(r=0.9977),检测限为1.4x10-7 mol·L-1,该传感器具有选择性高,稳定性好,制作简单等优点。3.利用自组装技术和静电吸附作用,将带正电荷的纳米金(nano-Au?)和带负电荷的血红蛋白(Hb)层层自组装于L-半胱胺酸(L-cys)修饰的金电极表面,从而制得用于检测过氧化氢(H2O2)的无电子媒介体的第三代电流型生物传感器({Hb/nano-Au?}5/L-cys/gold)。通过电子显微镜技术和微量电泳技术考察了不同粒径正电荷的纳米金的相关特征;通过交流阻抗技术、原子力显微镜技术、循环伏安法和计时电流法考察了电极表面的电化学特性,并对该传感器的作用机理及性能进行了详细的研究。用计时电流法测得H202的线性范围为2.1×10-8~1.2×10-3mol·L-1(r=0.994),检出限为1.1×10-8mol·L-1,米氏常数(kmapp)为0.10 mmol·L-1。实验结果表明,该方法与单层带正电的纳米金固载血红蛋白及带负电的纳米金层层自组装固载血红蛋白相比,显著提高了血红蛋白的固定量,并能保持血红蛋白的生物活性,从而增强了传感器的灵敏度和稳定性,拓宽了线性响应范围及降低了检测下限。第二部分:抗坏血酸传感器利用电聚合和静电吸附作用,制得了聚2,6-二氨基吡啶/纳米金/2,6-二氨基吡啶夹心法修饰的玻碳电极。通过循环伏安法和计时电流法考察了修饰电极的制备及其电化学性质,实验结果表明,修饰电极对抗坏血酸(AA)的氧化有明显的催化作用,其氧化电位负移了300mV。在pH 5.7的B.R.缓冲溶液中,利用循环伏安法测得AA在修饰电极上的响应电流与其浓度在1.0×10-7~5.5×10-3mol·L-1的范围内呈良好的线性关系(r=0.9983),检出限为3.3×10-8 mol·L-1。此外,该修饰电极具有检测范围广,响应迅速,稳定性重现性良好,多巴胺(DA)对AA的测定无干扰等优点,可用于实际样品中AA的测定。