功能纳米界面的构建及其在生物传感中的应用

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baobei871011
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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作用相结合的电化学生物传感器,具有灵敏度高、选择性好、成本低、易于微型化等优点,在临床诊断和环境分析等方面有着广阔的应用前景。如何将生物组分高效、稳定地固定在基体表面是生物传感器构建的关键。本论文通过发展一系列新型的生物相容性纳米材料,改进生物分子的固定化方法,有效提高了固定化生物组分的活性,进而构建了几种性能优良的电化学生物传感器。主要工作如下;1.合成了新型核壳型金-普鲁士蓝纳米粒子(PB@Au),采用层层组装技术成功制备了{Pa@Au)n/ITO电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)以及电化学方法等对{PB@Au)n/ITO进行了表征,结果表明,PB@Au纳米粒子被均匀可控地组装到了ITO电极表面,并对H2O2有显著的催化作用。2.基于模板技术,采用电化学方法制备了三维多孔PB膜修饰电极。利用SEM、FT-IR及电化学等方法对三维多孔结构的PB膜进行了表征。结果表明,三维多孔PB膜修饰电极,有效提高了电极的比表面积和底物的扩散传质速度。基于PB对H2O2具有良好的电催化作用,进一步在三维PB膜上自组装葡萄糖氧化酶(GOx),制得葡萄糖生物传感器。该传感器在1.0x10-6~1.5x10-3mol·L-1浓度范围内对葡萄糖的响应呈线性关系,响应时间小于3s。3.采用电化学沉积技术在ITO电极表面沉积壳聚糖(CHIT)和二氧化硅(SiO2)纳米粒子,去除SiO2纳米粒子后获得三维多孔结构CHIT膜,进而将乙肝表面抗体(HBsAb)固定于该三维多孔结构中,制备了基于三维多孔结构的CHIT/HBsAb免疫传感器。采用SEM、电化学方法对电极的形貌和逐层修饰过程进行了表征,并对免疫传感器的性能进行了研究。结果表明,该免疫传感器制备过程简单、稳定性好、灵敏度高,检测乙肝表面抗原(HBsAg)的检测限为3.89ng·mL-1。将制备的传感器用于实际样品分析,结果令人满意。该免疫传感器在临床检测方面有良好的应用前景。4.合成了壳聚糖-戊二醛-半胱胺(CHIT-GA-Cys)三维网状复合物,将该复合物自组装到金电极表面后浸入到金纳米粒子(AuNPs)溶液中,利用纳米金与氨基间的强烈吸附作用固定HBsAb,进而制备了壳聚糖-戊二醛-半胱胺/金纳米粒子(CHIT-GA-Cys/AuNPs/HBsAb)免疫传感器。采用循环伏安法(CVs)和交流阻抗法(EIS)对电极逐层修饰过程进行表征,并对免疫传感器的性能进行了研究。结果表明,该免疫传感器制备过程简单、稳定性好、灵敏度高,对HBsAg的检测具有良好的选择性,应用前景良好。
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