本文通过血红蛋白固定在不同纳米复合膜修饰的电极上,制备新颖的水合肼生物传感器。研究了血红蛋白在纳米界面上的直接电化学行为和对水合肼的电催化过程及其机理,建立了基于纳米材料的水合肼生物传感器,为水合肼的检测提供了重要的分析方法。1、血红蛋白在壳聚糖-Fe3O4纳米材料修饰电极上的直接电化学行为的研究本章实验采用化学共沉淀法合成磁性Fe3O4纳米粒子,研究了血红蛋白在壳聚糖-Fe3O4纳米材料修饰的玻碳电极上的直接电化学行为。以nafion为粘合剂,制备了性能良好的水合肼生物传感器。Nf/Hb/CS-Fe3O4/GCE的电子传递系数和电子转移速率分别为0.89和1.86 s-1,酶电极对肼的线性范围为7.843×10-5 mol·L-1～1.723×10-3 mol·L-1,相关系数为0.998,检测限为2.614×10-6mol·L-1(S/N=3),测得血红蛋白(Hb)催化动力学参数米氏常数(Km)=1.59×10-3mol·L-1。该酶电极具有良好的稳定性和重现性,制备方法简单,Nf/CS-Fe3O4为Hb提供了良好的生物微环境,保持了Hb的生物活性,对N2H4有良好的电催化氧化性能。2、血红蛋白基于纳米二氧化钛和碳纳米纤维修饰电极的水合肼生物传感器的研究利用溶胶凝胶法合成了TiO2溶胶,用TiO2溶胶包裹血红蛋白滴涂在碳纳米纤维修饰的玻碳电极上,制备了水合肼生物传感器。纳米二氧化钛和碳纳米纤维的协同作用促进了电子转移,并降低了血红蛋白对水合肼催化氧化的过电位。研究了该传感器对肼的电化学催化氧化的机理,推断出血红蛋白对水合肼的催化氧化是扩散控制过程。得到电子传递系数和电子转移的表观速率分别为0.65和1.21 s-1, Hb/TiO2/CNF/GCE对水合肼检测的线性范围为3.922×10-5 mol·L-1～1.064×10-3 mol·L-1,相关系数为0.994,检测限为1.30×10-6mol·L-1(S/N=3),测得血红蛋白(Hb)催化动力学参数米氏常数(Km)为1.80×10-3mol·L-1。该肼生物传感器有高灵敏度和良好的稳定性和重现性。3、血红蛋白基于壳聚糖—碳纳米纤维修饰电极的水合肼生物传感器的的研究本文利用羧基化的碳纳米纤维分散在壳聚糖溶液中,得到分散多孔的CS-CNF纳米材料,血红蛋白吸附在CS-CNF修饰电极表面,Nafion作为粘合剂涂敷在血红蛋白/CS-CNF修饰电极表面,制备了一种检测水合肼的生物传感器。紫外吸收光谱、圆二色谱和傅里叶红外光谱的表征结果证明血红蛋白在复合膜里保持了生物活性。电子扫面显微镜对Nf/Hb/CS-CNF修饰电极进行了表征。利用循环伏安法研究了血红蛋白对水合肼的电催化氧化机理,推断出血红蛋白对水合肼的催化氧化是扩散控制过程。电子传递系数和电子转移的表观速率分别为0.72和0.82 s-1,Nf/Hb/CS-CNF/GCE修饰电极检测肼的线性范围为3.722×10-5mol·L-1～1.61×10-3 mol·L-1,相关系数为0.995,检测限为2.70×10-6mol·L-1(S/N=3),测得血红蛋白(Hb)催化动力学参数米氏常数(Km)为1.08×10-3mol·L-1。该水合肼生物传感器有高灵敏度和较好的稳定性和重现性。