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纳米材料是近几年最受关注的新材料之一,以其高表面活性,特殊的尺寸效应、光电效应、催化效应等以及广阔的应用前景成为当今热点研究领域之一。当物质的结构单元小到纳米量级时,会产生特异的表面效应、体积效应和量子效应,其电学、磁学、光学和化学性质也相应地发生显著的变化,呈现出常规材料不具备的优越性能。因此纳米微粒在催化、电子材料、微器件、增强材料及传感器材料等方面有着广阔的应用前景。本论文工作主要集中在电分析化学中最活跃的研究领域—基于新型纳米材料电化学传感器的研制:将新型纳米材料引入生物传感器,通过采用电化学修饰等技术手段对纳米材料进行功能化设计,将血红蛋白嫁接到其表面,将其应用于实际样品的检测,为生命科学及其相关领域的研究提供新的分析方法,努力实现将纳米技术、电分析化学和生命科学三者结合。围绕这一课题,本论文开展了一下几个方面的工作:首先,制备了尺寸均一的SiO2纳米粒子,并将其用于固定血红蛋白(Hb)。以对苯二酚为电子媒介体,制得H2O2生物传感器。考察了对苯二酚、pH、工作电压对传感器测H2O2的影响。结果表明,该传感器的线性范围为6.25×10-7~1.63×10-4mol/L,检出限为1.8×10-7mol/L,达到95%的稳态电流所用时间少于10s。该传感器的米氏常数为7.5×10-4mol/L,表明固定的Hb对H2O2具有很高的亲和能力。其次,通过血红蛋白的直接电子传递发展了一种新型、可更新的无试剂过氧化氢生物传感器,并用电化学方法研究了纳米碳包铁修饰玻碳电极固定的血红蛋白的直接电化学。在2.5×10-3mol/L pH 7.0的PBS缓冲溶液中固定化Hb显示了一对稳定的氧化还原峰,它对H2O2的还原具有非常好的电催化响应,线性范围为:3.1×10-6~4.0×10-3mol/L,检测限为1.2×10-6mol/L(S/N=3)。最后,将血红蛋白固定在天然高分子壳聚糖包裹碳包铁的磁性纳米微球修饰的玻碳电极上,制备了一种新型的H2O2传感器。电化学交流阻抗和循环伏安法实验结果表明,Hb在修饰电极表面能保持较好的生物活性,有效稳定地增加了电子转移的速率。电化学研究表明该修饰电极对H2O2有良好的电催化还原作用,在pH=7.0,5.2×10-5~2.3×10-3mol/L浓度范围内,H2O2的还原峰电流与其浓度呈良好线性关系,检出限为8.7×10-6mol/L。此外,该修饰电极有着良好的稳定性和重现性。