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基于生物识别的高度专一性与电化学信号检测的放大相结合的电化学生物传感器,具有选择性好、灵敏度高、分析快速、成本低、易于微型化和自动化等特点,在环境监测、临床诊断、农残分析、食品工业等领域具有广泛的应用前景。近年来,采用新技术和使用新材料是生物传感器的一个研究发展方向,其中用纳米材料构建生物传感器是目前的研究热点。纳米材料具有优良的物理、化学、电催化性能以及良好的生物相容性,将其应用于生物传感器的制备可以较大提高传感器的响应性能。本文研制了多种不同形貌的纳米材料,将这些材料组装到电极表面所得修饰电极可在低电位下实现对过氧化氢的灵敏快速检测,能用于生物传感界面的构建。将葡萄糖氧化酶固定到界面上,制备的生物传感器具有较高的灵敏度、较低的检测下限以及较快的响应速度。具体内容如下:(1)使用多孔阳极氧化铝模板采用原位共沉积法制备了聚硫堇纳米线/HRP/纳米金复合纳米材料,该复合纳米材料能有效地促进电子转移,能用于构建电化学生物传感器。将合成的复合纳米材料用壳聚糖溶液分散后稳定固定于玻碳电极(GC)表面,构建了H2O2生物传感器。在-0.1V的测定电位下,以磷酸盐缓冲液(PB)为底液,测定该传感器对H2O2的电化学响应。实验数据表明,对过氧化氢的响应快速灵敏,线性范围为5×10-7-1.3×10-2M,检测下限为3×10-7M,灵敏度为168μA mM-1 cm-2。另外,该传感器具有较好的稳定性和重复性。(第2章)(2)将聚碳酸酯模板固定在玻碳电极表面,用恒电位电沉积法制备了普鲁士蓝纳米线阵列,研究了普鲁士蓝纳米线阵列对过氧化氢的催化性能。在-0.1V下,阵列对过氧化氢响应灵敏,线性范围为1×10-7-5×10-2M,检测下限为5×10-8M。低的检测下限是由于纳米线阵列能提高性噪比,高的检测上限归因于阵列较大的表面积提供了大量的催化活性位点。用戊二醛交联法将葡萄糖氧化酶固定到纳米线阵列上,得到的葡萄糖传感器可实现对葡萄糖的无干扰检测,对葡萄糖有快速的响应,较宽的线性范围(2×10-6-1×10-2M)。(第3章)(3)在上一个工作中,固定酶的方法是戊二醛交联法,这会导致部分酶变性。文中接着探讨了制备普鲁士蓝与铂复合纳米线阵列,想通过电沉积法把酶固定到复合纳米线阵列表面。将聚碳酸酯模板固定在玻碳电极表面,用恒电位电沉积法先后沉积铂30s,普鲁士蓝30min,制得普鲁士蓝与铂复合纳米线阵列。研究了该阵列的电化学行为以及对过氧化氢的催化性能。实验数据表明,对过氧化氢的响应不稳定。用SEM和TEM对复合纳米线进行表征,从TEM图像中看出,合成的复合纳米线易断裂,这是由于普鲁士蓝和铂之间的作用力较弱。合成之前忽略了两者之间的作用力,导致实验结果不理想。(第4章)(4)制备了含有铂纳米颗粒(NSPt)的壳聚糖(CHIT)和正硅酸四乙酯(TEOS)溶胶-凝胶,将多壁碳纳米管(MWCNTs)分散于壳聚糖和溶胶-凝胶的混合体系中。用上述材料研制了一种MWCNTs和NSPt复合膜修饰玻碳电极,该复合膜具有MWCNTs和NSPt之间的协同效应,因此修饰电极对过氧化氢有灵敏的电化学响应。将葡萄糖氧化酶加入到复合体系中,构建了葡萄糖生物传感器。该传感器对葡萄糖在0.05-8mM有线性响应,相关系数为0.996,检测下限为10μM (S/N=3)。在用于实际样品体系的回收试验中,结果良好。(第5章)