长期以来,由于电化学生物传感器具有设计制造简单、灵敏度高、价格低廉、选择性好、所需仪器设备相对简单等优点,已被广泛研究并逐渐应用于食品工业、环境检测和临床医学等领域。然而,如何将生物活性组分有效地固定在电极表面上的固定化方法、降低甚至消除蛋白质在传感器上的非特异性吸附等方面存在的问题阻碍了电化学生物传感器的发展和应用。本论文正是基于以上考虑,设计了一系列新型生物分子固定技术,结合各种电化学方法,研究了蛋白质的电化学性质并制备了相应的生物传感器。 本文第一部分研究了基于电子媒介体的酶生物传感器。 1.利用能保持生物分子活性、增大电极比表面积进而增大生物分子负载量的纳米金溶胶作为固酶基质,以溶胶-凝胶法固定辣根过氧物酶于电聚合普鲁士蓝膜修饰铂盘电极表面,制备基于电子媒介体的第二代酶生物传感器。功能化溶胶-凝胶的引入,不仅能增大纳米金及酶分子的固定量,而且能有效地防止易溶性小分子媒介体的渗漏。最优实验条件下,该传感器在H₂O₂浓度为7.0×10^-6～6.6×10^-3mol·L^-1范围内有线性响应,检出限为3.0×10^-6mol·L^-1。 2.首次电聚合邻氨基苯甲酸于玻碳电极表面,使其形成带负电的界面,通过静电作用自组装一层带正电荷的电子媒介体甲苯胺蓝,利用媒介体的氨基吸附纳米金,最后静电吸附固定辣根过氧化物酶制备过氧化氢传感器。探讨了膜聚合时间、媒介体组装时间、pH、温度、工作电位等对电极响应的影响。在优化的实验条件下,该传感器对H₂O₂电流响应与其浓度在1.5×10^-5～1.3×10^-3mol·L^-1范围内呈线性关系,检出限为5.6×10^-6mol·L^-1。该法制备的传感器具有较低的工作电位,能有效地消除抗坏血酸等的干扰。 本文第二部分研究了蛋白质直接电化学的第三代生物传感器。 通过静电吸附作用将多层细胞色素c和纳米金固定在聚邻氨基苯甲酸膜表面,制成稳定的多层蛋白膜修饰电极,研究了细胞色素c在该电极上的直接电化学行为。固载细胞色素c的修饰电极在pH 6.5的磷酸盐缓冲液中有一对相当可逆的循环伏安氧化还原峰。应用于过氧化氢的电催化还原,固定在电极上的多层细胞色素c表现出稳定且较高的催化活性。实验发现,通过改变组装层数控制固定在电极上细胞色素c的量,可提高该传感器的灵敏度和检测范围。在最优实验条件下,H₂O₂浓度在9.8×10^-8～1.3×10^-3