基于BDD的抗坏血酸氧化酶传感器的制备与性能研究.pdf

天津理工大学
硕士学位论文
基于BDD的抗坏血酸氧化酶传感器的制备与性能研究
姓名:申风婷
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:朱宁
2012-01
摘要本论文以金刚石薄膜、生物传感器、化学修饰电极为理论基础,将掺硼盒刚石薄膜优异的性质和酶的催化能力结合起来,以∧さ缂;祝直鸩捎霉布奂表征,对比分析三者对抗坏血酸的检测效果。较未修饰的∧さ缂ǎ奘魏蟮牡极峰电流增大且峰电位减小,表明经化学修饰后,该电极降低了检测抗坏血酸的过电位,灵敏度提高,最高检测限达共价键合/交联法通过酰胺键的连接使抗坏血酸氧化酶固定在氨基化的金刚石表面,修饰剂接着牢固,电极可沈涤、浸泡,导电性、反复性优于电化学聚合型和包埋型修饰质涂层干燥后形成壳聚糖酶膜。该电极制备简单,但稳定性和反复性较电化学聚合型、共价键合/交联型电极差,检测限为/5缁Ь酆戏ㄊ窃诹诒蕉返难趸聚合过程中将酶嵌入载体材料,固化过程一次性完成,可通过控制聚合过程中电位值来控制嵌入的酶量,所得的酶层浓度均匀。该电极电化学蛴λ俣取⒘槊舳缺裙布奂闲汀包埋型修饰电极快,检测限达╩/合/交联法、包埋法、电化学聚合法把抗坏血酸氧化酶修饰于∧さ缂ū砻妫频抗坏血酸氧化酶生物传感器电极。利用循环伏安法对三种电极的电化学性能进行测定和电极,检测限为。疞。包埋法将含酶的壳聚糖溶液涂覆在电极表面,含酶的溶关键词:掺硼金刚石薄膜抗坏血酸氧化酶生物传感器酶固定化疞。
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课题研究的目的和意义第一章绪论国内外研究现状抗坏血酸谻谌颂迥诘暮渴切矶嗉膊≌锒系闹匾V副辍尽В彩怯Q价的重要参考项【俊D壳翱够笛K岬牟舛ǚ椒ù蠖嗌婕肮笾匾瞧魃璞负透丛幼ㄒ档牟僮瞄2糠址椒ㄓ糜诓舛ㄑG逯锌够笛K岷渴保刮廴灸芰Σ睿觳饬槊舳鹊停煊λ度和重现性比较低。掺硼金刚石电极具有宽的电势窗口、极高的析氧过电位,可以有效避免电极表面由器基底材料的要求。抗坏血酸氧化酶对抗坏血酸具有专一、高效的催化氧化作用。本文在研究抗坏血酸检测方法和存在问题的基础上,结合酶生物传感器和膜电极优异的物理化学性能,提出将抗坏血酸氧化酶修饰在缂希τ糜诳够血酸生物传感器【。使所制备电极一方面保留了缂械牡偷谋尘暗缌鳎淼电势窗,高的电化学稳定性,电极表面强抗玷污能力【;另一方面充分利用所修饰酶的高效催化能力等优良特性,成为一种高效、稳定、抗干扰、寿命长的抗坏血酸生物传感目前对抗坏血酸的电化学检测方法主要有极谱法、伏安分析法、库仑滴定法极谱法的特点是检测抗坏血酸时灵敏度比较高,检测分析结果也很稳定。但是,滴汞电极在较正电位下容易发生氧化,而且极易挥发出有毒汞蒸气,这两项缺陷极大限制了该法的广泛应用。王长法等【坑檬静ḿ追ㄑ芯靠够笛K嵊牍桀庠佣嗨岬姆从Γ玫最大检测限为疞。他的研究发现,硅钼杂多酸的配合物可在..产生一个灵敏的吸附氧化峰,此法适合于对针剂和片剂中抗坏血酸的测量。铜离子与抗坏血酸之间能发生氧化还原反应,孙卢东】等对此做了大量的研究,抗坏血酸的改变量影响铜离子还原峰的峰高,这种定量关系可以问接反映抗坏血酸的含量。化学修饰碳糊电极的伏安分析法刘宝红等【运那杌ǘ淄鹘樘澹瞥蒚己缂āU庵值缂检测区问较宽,对环境要求不高,对水溶液中的抗坏血酸电催化氧化时,电极的响于生成氧化物膜而导致的钝化现象。其强大的抗污染能力和较长的寿命克服了一般电极在电化学分析上的不足,它的碳碳强键和出色的生物相容性,符合理想电流型生物传感器电极。⒓追⒎卜治龇应时问短∮榷ㄐ院茫狈⒒恿硕匀芤褐械目够笛K岬母患饔茫狗治第一章绪沦
掣芙庋跆讲馄骱突乒锨衅系目够笛K嵫趸缸楹希潭ǖ骄灵敏度提高。应太林等一们嘟纷呀胧ǚ壑瞥汕嘟纷岩惶己缂ǎ米骺够笛K岷检测,该电极响应速度快,可用作伏安法快速检测抗坏血酸,选择性好,重现性高,检测下限达玬/U殴俚萚】采用岱一环糊精一二茂铁包合物修饰碳糊电极峁允荆觳獠难趸宀豢赡妫孪尬猯~疞。刘宝红等⋯】研究的四氰基醌二甲烷碳糊电极,对抗坏血酸有良好的电催化氧化作用。该电极以作介体,优点为对溶液浓度和酸碱度要求不高,对溶液中的抗坏血酸有富集作用,响应时问比较短∮槊舳雀撸榷ㄐ院芎谩聚合物薄膜修饰电极的伏安分析法曲“取緇吭诓L嫉缂ū砻婢酆隙交罚∮玫牡缃庵饰狧,用于对尿液中的抗坏血酸,检测限达/=鹄ǖ取緇坎捎镁垡蚁┝纫克徇拎さヌ寰酆闲和,电催化抗坏血酸时,需要碱性的检测介质。吴婧等【】以被拎ぞ酆夏修饰玻碳电极。该电极选择性很好,对抗坏血酸有增敏作用,能排除多巴胺的影响,检№宰榘彼峋酆闲奘蔚缂ǎ诹姿峄撼溶液中对抗坏血酸的循环伏安曲线显示,检测下线为炔无机化合物薄膜修饰电极的伏安分析法王升富等【以铁氰化镍修饰膜电极,该电极催化抗坏血酸时,阳极峰电流值随着抗坏血酸浓度线性变化,与聚乙烯二二茂铁修饰电