基于离子液体修饰碳糊电极电化学免疫传感器的研制

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:h515295585
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室温离子液体是一类有“绿色”溶剂之称的新型软功能材料,广泛应用于分析化学的各个领域中,是目前研究的热点。由于室温离子液体具有特殊的理化性质,在电化学分析领域它既可以作为溶剂和支持电解质,又可以作为粘合剂和固定膜用于制备修饰电极。在本论文的研究工作中采用了已广泛应用于电化学分析领域且可以大批量生产的碳糊电极作为工作电极,其制备简单、成本低、电极表面可更新、检测快速、灵敏度高,并且引入离子液体和纳米金等修饰电极,改进酶的固定化技术,提高固定化酶的催化效率,进一步构建新型电化学生物传感器。主要研究工作如下:1.制备了离子液体修饰碳糊电极。以室温离子液体N-丁基吡啶六氟磷酸盐C9H14PF6N(BPPF6)代替传统石蜡为粘合剂与石墨粉相混合制备了新型的离子液体修饰碳糊电极(CILE)。采用扫描电子显微镜对其表面形貌进行了表征,以铁氰化钾为电化学探针对它们的电化学行为进行了研究,并与传统石蜡碳糊电极(CPE)进行了比较。结果表明,由于室温离子液体具有较高的导电性,使CILE比CPE具有更高的导电效率,电流响应明显增加;同时CILE具有较好的机械强度和很好的稳定性。2.开展了HRP在CILE上的间接电化学行为研究。以N-丁基吡啶六氟磷酸盐C9H14PF6N(BPPF6)修饰的CILE为基底电极,海藻酸钠(SA)为成膜材料,采用层层涂布法制备了HRP修饰电极SA/HRP/CILE。考察了SA/HRP/CILE在底液过氧化氢和邻氨基苯酚上的间接电化学行为。实验结果表明,HRP在修饰膜内基本保持了其生物活性,对过氧化氢表现了良好的电催化性能,表现出一对准可逆的氧化还原峰。当扫描速度在0.10 V/s~0.50 V/s范围内,还原峰电流ipc和氧化峰电流ipa与扫描速度的平方根成线性关系,线性回归方程分别为:ipc (μA) =31.705ν1/2 (V/s)1/2 - 0.041 (n = 9,γ= 0.9992);ipa (μA) = -30.7ν1/2 (V/s)1/2 + 3.8702 (n =9,γ= 0.9993),表明在H2O2和OAP为底物的磷酸缓冲溶液中SA/HRP/CILE电极的主要电化学反应是由扩散控制。催化氧化峰电流在一定条件下与浓度成正比,工作曲线的线性回归方程为Δi (10-6 A) = 0.592C (10-6 mol/L) - 0.2153 (n = 7,γ=0.9847),检测限为5×10-7 mol/L (S/N = 3),进而构建了用于检测微量H2O2的电化学传感器分析的新方法。3.本工作将金胶纳米粒子沉积到CILE表面,增加了电极表面有效面积,又由于纳米颗粒本身特殊的性质,如大的比表面积、蛋白质的强吸附能力、高导电性和稳定性等,能有效的固定大量的单克隆抗体(McAb)。制备了HRP修饰电极HRP-Ab/AFP/Ab/TGA/nano-Au/CILE。辣根过氧化物酶(HRP)催化过氧化氢(H2O2)氧化邻氨基苯酚(OAP)的酶促反应与其氧化产物的电极还原相偶合,利用伏安酶联免疫分析检测技术间接检测OAP-H2O2-HRP体系中的HRP含量。利用此方法成功应用于检测人血清甲胎蛋白,灵敏度高于经典ELISA法。用所建立的方法对人血清样品进行了测定,并与现行的ELISA法进行对照,二者相关性很好。当扫描速度在0.03 V/s~0.45 V/s范围内,还原峰电流ipc和氧化峰电流ipa与扫描速度的平方根成线性关系,线性回归方程分别为:ipc (10-4 A) = 7.4267ν1/2(V/s)1/2 - 0.2494 (n = 10,γ= 0.9987);ipa(10-4 A) = -10.077ν1/2 (V/s)1/2 - 0.6483 (n =10,γ= 0.9994)。在OAP为底物的溶液中HRP-Ab/AFP/Ab/TGA/nano-Au/CILE电极主要电化学反应是由扩散控制。在AFP浓度为0.5 ng/mL~80 ng/mL范围内,峰值与AFP浓度呈良好的线性关系,工作曲线的线性回归方程为Δi (10-4 A) = 0.1655C (ng/mL) + 2.1453 (n = 10,γ= 0.9948),检测限为0.25 ng/mL (S/N = 3)。
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