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近年来,发展无需电子媒介物的直接电化学酶传感器-第三代酶传感器引起了人们的浓厚兴趣。在这些微型分析装置的制备中,其关键步骤之一就是采用合适的固定化技术把大量的酶生物分子稳定地固定到基体电极表面,并使其能保持良好的生物活性。然而,常用的酶生物分子固定化方法存在酶负载量小、酶易于泄露、电子传递能力低等问题,导致研制的酶传感器的分析性能欠佳。本研究论文利用纳米氧化锌颗粒、纳米金、纳米磁性Fe3O4颗粒以及仿生多巴胺聚合物膜,发展了几种新型酶生物分子固定化方法,以期增加酶的负载量与固定化稳定性,提高H2O2传感器的直接电化学能力、使用寿命等目的,主要完成了以下工作:1.合成了具有大比表面积的花簇状纳米氧化锌颗粒,并将其用于纳米金标记的辣根过氧化物酶(HRP)的固定,构建新型的酶传感器实现了对H2O2的直接电化学检测。壳聚糖/氧化锌纳米颗粒复合功能膜修饰到基底电极表面后,可为纳米金标记的HRP的固定提供较大的表面积。具有生物相容性的纳米金可以很好地保持固定的HRP生物分子的生物活性,并且促进了其与电极表面的电子传递。基于纳米氧化锌颗粒和纳米金的协同作用,传感器实现了对H2O2的快速、灵敏、直接的电化学检测。2.首次以仿生聚多巴胺膜为功能基底膜并结合使用纳米金,构建了一种高导电性、稳健的HRP固定化平台,用于发展一种新的H2O2传感器。结果表明,酶传感器借助聚多巴胺膜对基底电极的惊人结合力及其高生物亲和性与电活性,并协同纳米金的“电子通道”作用,不仅可以实现酶分子在电极表面的大量而高活性的固定化,而且能促进电子在酶活性中心和电极表面间的快速传递。与采用其他常见聚合物材料(例如壳聚糖)的酶传感器比较,以聚多巴胺/纳米金固定化平台发展的酶传感器具有更优良的检测H2O2的性能。3.为提高酶生物分子的负载量和固定化稳定性,创新性地提出了一种基于多巴胺、纳米金以及纳米Fe3O4颗粒的新型酶生物分子固定化方法。利用高粘性的多巴胺材料将纳米金与酶标磁性颗粒形成结合物,进而藉外置磁铁将之固定于压电晶振表面,发展了一种新的酶生物分子固定化平台。结果表明,通过聚合物内部缔结和磁性颗粒外部磁场的协同作用以及纳米金的电子通道功能,不仅可进一步增加酶的负载量、固定化稳定性及与电极间的电子传递能力,而且所制备的H2O2传感器可实现直接电化学。