论文部分内容阅读
细胞电化学传感器由于其能够实现对分析物快速、灵敏的检测和实时、动态的监测，已成为分析化学的一大热点领域。在其发展过程中，构建高选择性、高灵敏度以及可重复使用的细胞传感器是我们追求的目标。而在电极表面构建各种不仅能有效固定细胞而且能很好的保持固定细胞活性的生物相容性的膜是实现这一目标的前提。利用纳米材料加速电子传递的能力、催化功能、吸附性能及其良好的生物相容性等特点，构建新型纳米生物功能界面，研究其在细胞固定与细胞电化学分析中的应用，对于发展新型、灵敏的细胞电化学传感器必将起到重要的指引和推动作用。本文以纳米仿生界面的构建，以及在细胞电化学传感器中的应用为中心，具体开展了以下两个方面的研究工作: 1.3-氨基苯硼酸功能化的多壁碳纳米管基细胞可逆吸附界面的构建及传感研究 通过3-氨基苯硼酸(APBA)上的-NH2基团与酸化的多壁碳纳米管(MWNTs)上的-COOH基团共价键合，我们制备了一种新型纳米材料—APBA功能化的 MWNTs(APBA-MWNTs)，并将其用于人白血病K562细胞浓度的检测。通过糖类与硼羟基团的特异性亲和作用，K562细胞可被APBA-MWNTs捕获。与APBA电聚合膜相比，MWNTs不仅为细胞捕获提供了足够多的硼羟基团，其高导电性也使得APBA-MWNTs更适合于电化学传感器的应用。该材料修饰后的电极可作为细胞传感器用于细胞浓度的测定。捕获后的细胞可以通过糖类的竞争吸附从电极表面脱附下来，从而得到可再生的细胞传感界面。我们用交流阻抗法检测了细胞数量，并监测了K562细胞在界面上的粘附、增殖和编程性死亡等生长状态。细胞浓度的检测范围为1.0×103-1.0×107 cell mL-1，最低检测限为1.0×103 cellmE-1。 2.纤连蛋白功能化的多壁碳纳米管膜修饰热电极的制备及其在细胞传感中的应用 我们制备了纤连蛋白(Fn)功能化的多壁碳纳米管(MWNTs)生物相容性膜，并实现了细胞在膜上的固定。经酸处理过的MWNTs在偶联剂的作用下与Fn发生共价键合作用，从而得到Fn修饰的MWNTs，并被红外光谱实验所证明。通过Fn上RGD片段与细胞的特异性作用，该材料对细胞有很好的固定作用，并且能有效的维持固定在其上的SMMC7721人肝癌细胞的活性。MWNTs不仅增大了修饰电极的表面积，其高导电性也使得Fn-MWNTs更适合于电化学传感器的应用。我们通过间接加热法制备了玻碳热电极，并将该热电极引入细胞浓度的检测。通过直流电控制加热电极，由于热对流的存在，可显著的提高检测限，实现了细胞在一定温度的热电极表面的灵敏检测。