基于纳米碳管的葡萄糖生物传感器的研究

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1、摘要生物传感器已发展成为一种新型的分析手段，被广泛应用于临床、环境、监测、食品卫生等领域。生物传感器活性界面的构建直接影响到生物传感器的测定灵敏度、线性范围和使用寿命等，是制备性能优良的生物传感器的关键技术，同时也是生物传感器得以改进和开发的重要技术背景。本论文致力于发展新型生物活性材料固定化方法用于构建生物传感器活性界面，以提高固定化生物分子的活性，达到提高生物传感器灵敏度、延长传感器使用寿命等目的。表面修饰是生物传感器构建过程中的关键步骤，所采用的固定化材料对传感器性能有重要影响。纳米材料因具有良好的生物相容性、吸附性、导电性等，在材料学、生物学、医学等领域有广泛的应用前

2、景；自组装技术具有操作简单、材料可选择、酶量可控、可重复性好、条件温和等特点，已成为最有前途的纳米膜制备技术之一。将二者分别引入或者同时引入葡萄糖生物传感器可在多方面提高其传感性能，基于此本实验采用原位生长和滴涂法制分别备出Pt／CNTs／聚苯胺／GOx和Pt／CNTs／PB／GOx二种高性能葡萄糖生物传感器。本研究主要过程和结果如下：实验一；在经MWCNTs修饰后的Pt电极表面用戊二醛交连法固定葡萄糖氧化酶，经PDDA和PSSA修饰后，对比了甲苯磺酸(TSA)和磺基水杨酸(SSA)分别掺杂后的电极表面的拉曼光谱和UV-Vis曲线，最终选取PANI-TS～CNTs修饰的Pt电

3、极进行测量。在底物浓度O．5．300raM的范围内，rr曲线呈现出良好的线性，线性拟合方程为Y=0．01+0．33X，相关系数为0．986，灵敏度是0．33uA／mM，响应时间<10s。实验二；采用静电吸附技术，将葡萄糖氧化酶固定在用生物相容性好的MWCNTs修饰过的Pt电极上，再电镀上导电性能良好的PB，从而制各了性能良好的酶生物传感器，在底物浓度O．2—8mM的范围内，rr曲线呈现出良好的线性，线性拟合方程为Y=0．24+o．47X，相关系数为0．986，灵敏度是0．47uA／mM，响应时间<8s。应用于对葡萄糖的检测，制得的传感器性能良好，具有较高的灵敏度，较低的检测限

4、，良好稳定性及重现性。此外该传感器制作成本低，并可多次重复使用，具有潜在的应用价值。摘要关键词：葡萄糖生物传感器、表面修饰、纳米材料、聚苯胺、普鲁士蓝ⅡAbstractBiosensorhasdevelopedintoanewanalyticalmethod，whichhasbeenwidelyappliedintheclinicaldiagnosis，environmentalmonitoring，andfoodsanitationcontroletc．Thedevelopmentofsimpleandeffectivestrategiesfortheconstructio

5、nofactiveinterfaceonthesensorsubstratesurfaceisacrucialstepinthedesignandfabricationofbiosensors，whichnotonlydirectlyinfluencestheperformanceofbiosensor，suchassensitivity，detectionrangeandstabilityetc，butalsolaysafoundationfordevelopmentandapplicationofbiosensors．Thedissertationfocusesondev

6、elopingnewwaysforfabricatingnovelbiosensoractiveinterfacesforthepurposeofimprovethebioactivityofimmobilizedbiomaterials；preparebiosensorswithhighsensitivityandlongtermstability．Superficialmodificationisthekeystepforthepreparationofbiosensor，thematerialwhichchosetoimmobilizeplayanimportantro

7、leintheconstructionprogress．Becauseofthegoodperformanceinbio-consistent、absorption、conductibilityetc，nano—materialwerewidelyusedinhylology、biology、medicine．Theself-assemblytechniqueholdstheadvantagesofsimplemanipulation、selectivematerial、controllableenzy