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目的(1)合成具有核-壳结构的Fe3O4@Pt复合纳米粒子。并构建基于“血红蛋白(Hb)-Fe3O4@Pt-壳聚糖(CS)”的仿生功能界面,实现了对过氧化氢(H2O2)的电化学生物传感。(2)合成一种新颖的Fe3O4/APTES/CdS磁性复合纳米粒子,将Hb组装在该磁性复合纳米粒子修饰的玻碳电极(GCE)上,研究Hb在该仿生功能界面上的直接电化学行为,构筑新颖的H2O2生物传感器。(3)合成Pt纳米粒子,研究其对CdS纳米晶体(NCs)的电致化学发光性能的影响;并构建基于Hb与Pt/CdS纳米复合粒子层层组装的生物传感器。(4)将红细胞(RBCs)成功固定在金纳米粒子(Au NPs)上,研究膜内Hb跨膜电子转移行为,构建一种新型的生物传感器。方法(1)合成四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子,将其作为核,再将铂纳米粒子(Pt)还原在其表面,形成具有核-壳结构的Fe3O4@Pt复合纳米粒子。利用静电吸附作用将带有正电荷的Hb固定在带有负电荷的Fe3O4@Pt复合纳米粒子修饰的GCE表面,利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗(EIS)等方法对复合纳米粒子及Hb组装过程进行了表征。研究Hb在该复合纳米粒子修饰电极表面的直接电化学行为及对H2O2的电化学生物传感。(2)采用水相共沉淀法合成了Fe3O4纳米粒子,并通过3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)将Fe3O4纳米粒子表面修饰上氨基(-NH2),再与CdS纳米粒子进行包裹反应,合成一种新颖的Fe3O4/APTES/CdS磁性复合纳米粒子,运用TEM、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)等多种手段进行表征。并将Hb组装在该磁性复合纳米粒子修饰GCE上,研究Hb在该修饰电极表面的直接电化学行为及对H2O2的电化学生物传感。(3)合成柠檬酸盐体系的Pt纳米粒子;通过对一系列含有固定CdS NCs量及不同Pt NPs量的Pt/CdS纳米复合粒子的ECL信号的分析,获得增强CdSNCs发光的最佳Pt NPs量(4μL Pt NPs与1mL CdS NCs定容至10mL,记录为Pt0.004/CdS1);利用层层组装(LBL)技术,将Hb与Pt/CdS纳米复合粒子层层进行组装,获得最佳组装层数,构建了基于{Hb-Pt0.004/CdS1}4-CS修饰GCE的无电子媒介体的电流型生物传感器。(4)将RBCs固定在Au NPs-CS修饰GCE表面,采用原子力显微镜(AFM)和TEM对其形貌进行表征,并研究了RBCs内的Hb跨膜电子转移行为及其对H2O2电化学生物传感行为。结果(1) TEM图可表征Pt纳米粒子成功地还原在Fe3O4纳米粒子表面,得到Fe3O4@Pt复合纳米粒子;Hb成功组装在Fe3O4@Pt复合纳米粒子修饰GCE上,发现Hb保持了其原有的电化学活性并对H2O2具有良好的电催化性能。在pH7.0PBS溶液中,可以观测到Hb的一对准可逆的氧化还原峰,氧化还原峰电位分别位于-0.32V和-0.38V,式量电位E0’为-0.35V,表明Fe3O4@Pt纳米粒子能成功固定Hb。构建的基于“Hb-Fe3O4@Pt-CS”的仿生功能界面成功实现了对H2O2的检测,线性范围为2.8×10-6至1.4×10-2mol/L,检测限为4.2×10-8mol/L (S/N=3)。(2)成功合成了一种新颖的Fe3O4/APTES/CdS磁性复合纳米粒子,并将Hb与Fe3O4/APTES/CdS磁性复合纳米粒子交替组装在CS修饰GCE上。在pH7.0PBS中,Hb-Fe3O4/APTES/CdS-CS修饰GCE于-0.30V与-0.38V处可观察到Hb的一对准可逆的氧化还原峰,式量电位E0’为-0.34V,同时固定在该修饰电极上的Hb保持了其原有的生物活性,对H2O2具有良好的催化性能,线性范围为2.8×10-6至1.7×10-2mol/L,检测限为4.0×10-7mol/L(S/N=3)。(3)通过对一系列含有固定CdS NCs量及不同Pt NPs量的Pt/CdS纳米复合粒子的ECL信号的分析,发现适当浓度的Pt纳米粒子能增强CdS纳米粒子的发光强度,而在此浓度之上,则表现出猝灭作用。Hb与Pt/CdS纳米复合粒子层层组装的最佳层数为4,对H2O2良好的电催化响应表明层层组装的Hb仍然保持了其原有的生物活性。(4)成功地将RBCs固定在Au NPs上,膜内Hb保持了其原有的生物活性。在pH7.0PBS中,循环伏安图中可以观察到Hb一对典型的Fe(III)/Fe(II)氧化还原峰,分别位于-0.32V和-0.38V,式量电位E0’为-0.35V,电子转移速率为0.89/s,说明RBCs内的Hb成功实现了跨膜直接电子转移。构建的RBCs/Au NPs-CS修饰的GCE同时也呈现了对H2O2良好的电催化活性,线性范围为5.3×10-6至1.4×10-2mol/L,检测限为1.8×10-7mol/L (S/N=3),获得了一种新型的生物传感器。结论(1)成功合成了核-壳结构的Fe3O4@Pt复合纳米粒子,并将Hb固定在该复合纳米粒子修饰的GCE表面,构筑了“Hb-Fe3O4@Pt-CS”仿生功能界面,成功实现Hb直接电子转移的同时完成了对H2O2的电化学传感。(2)合成的Fe3O4/APTES/CdS磁性复合纳米粒子能成功固定Hb,Hb在该修饰电极表面实现了快速电子转移,且对H2O2展现了良好的催化性能,构建了一种新颖的H2O2生物传感器。(3)实验发现适当浓度的Pt NPs能增强CdS NCs的发光强度,并将Hb与Pt/CdS纳米复合粒子层层组装在CS修饰GCE上,构建了基于{Hb-Pt0.004/CdS1}4-CS修饰GCE的无电子媒介体的电流型生物传感器。(4)成功实现了固定在Au NPs上的RBCs内的Hb的跨膜直接电子转移,同时构建了基于RBCs/Au NPs-CS修饰GCE的H2O2生物传感器。