磁性金属复合纳米粒子的合成及生物传感器的研制

来源 :桂林工学院 桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tony33334444
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功能化磁性纳米粒子在生物化学、临床医学等诸多领域有广阔的应用前景。本文主要工作是在Fe3O4纳米粒子上包覆一层纳米级贵金属,合成具有生物相容性和超顺磁性的磁性金、磁性银、磁性铂复合纳米粒子,再通过不同的固定化方法将酶分子固定在磁性复合粒子上,用于制备一系列高灵敏度的新型酶生物传感器。 利用共沉淀法合成纳米Fe3O4颗粒,将半胱氨酸吸附到纳米Fe3O4微粒表面,使其磁性粒子巯基化。借助半胱氨酸的巯基(-SH)对纳米金的强烈吸附,使纳米金自组装到磁性颗粒上,得到组装型磁性金复合纳米粒子。再通过静电吸附作用自组装辣根过氧化酶(HRP),合成了Fe3O4/Cys/Au/HRP复合粒子,最后通过磁力将其修饰到固体石蜡碳糊电极表面,制得新型过氧化氢生物传感器。以对苯二酚作为电子媒介,用计时电流法对H2O2进行测定,线性范围为6.0x10-6~2.4×10-3mol/L,检出限为2.5×10mol/L,响应时间小于10 s。 通过自组装技术合成组装型的磁性银。通过静电吸附法固定葡萄糖氧化酶,再通过磁力固定法将酶复合粒子固定在改装的铁芯玻碳电极表面,而制得新型的葡萄糖生物传感器。优化了传感器试验参数,在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,以二茂铁为电子媒介体,工作电位为0.17 V的较低电位下,传感器对葡萄糖有很好的电催化氧化性能,传感器对葡萄糖的响应线性范围为5.2×10-6~1.6×10-3mol/L,响应时间小于10s。信噪比为3时,测得检出限为2.0×10-7mol/L。有较好的抗干扰性和良好的重现性。 控制一定的实验条件,利用种子生长法在Fe3O4纳米粒子表面直接化学还原氯金酸,合成了核.壳结构Fe3O4/Au复合粒子。在核-壳结构Fe3O4/Au微粒上共价交联法固定葡萄糖氧化酶,制得磁性复合粒子Fe3O4/Au/GOx,通过磁力将其固定到固体石蜡碳糊电极上,以二茂铁为电子媒介,制得新型葡萄糖传感器。研究了该传感器的传感性能,优化了实验参数。在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,葡萄糖浓度在5.0×10-5~2.0×10-2mol/L间呈良好线性关系,响应时间小于10 s。 用化学还原法直接在Fe3O4粒子表面还原氯铂酸,制得核壳结构的Fe3O4/Pt纳米粒子。通过共价交联法Fe3O4/Pt纳米粒子上固定辣根过氧化酶,最后通过磁力将其固定到铁芯碳糊电极表面,制得新型过氧化氢传感器。在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,-0.15V的工作电位下,过氧化氢浓度在8.3×10-6~5.0×10-3 mol/L范围内成良好线性关系,相关系数为0.9988(n=10),响应时间小于15s。信噪比为3时,检出限为2.0×10-6mol/L。 利用磁性复合粒子固定酶制得传感器具有催化性能高、稳定性、造价低和易更新等优点,有望得到更多的实际应用。
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