分子印迹电化学生物传感器的构建及其对色氨酸和酪氨酸的分析检测研究

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人体内生物小分子氨基酸含量失衡导致众多疾病的发生,故对其含量检测意义重大。生物传感器检测氨基酸作为一种新兴方法已成为研究热点,但酶-底物、抗体-抗原等传感器由于识别元件对测试条件要求较高而限制其应用。分子印迹聚合物(MIP)作为一种人造仿生材料不但具备特异性识别能力,而且其对于测试环境适应性更强,故常用于构建电化学生物传感器。基于此,本文构建了两种分子印迹电化学生物传感器用于检测生物样品(人血清和尿液)中色氨酸(Trp)和酪氨酸(Tyr)含量,通过实验研究,得出以下结果:(1)以生菜为碳源,高温煅烧制备生物质碳(BC),然后通过水热法制备钴酸铜@BC复合材料(CuCo2O4@BC)。用CuCo2O4@BC对玻碳电极(GCE)进行修饰,以吡咯为单体、色氨酸为模板分子在电极表面电聚合制备MIP。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、能量色散光谱(EDS)、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)表征制备的分子印迹传感器,证明成功构建了MIP/CuCo2O4@BC/GCE,将其应用于人血清和尿液生物样品中色氨酸检测。得到MIP/CuCo2O4@BC/GCE的检测线性范围为0.01-1μmol/L和1-40μmol/L,检测限为3×10-9mol/L。采用加标回收法测量人血清中色氨酸的回收率为97.67%-102.17%,人尿液中色氨酸的回收率为98.56%-101.00%。(2)构建了一种电化学双信号体系并应用于检测人血清中酪氨酸(Tyr)含量。采用湿化学还原法制备金纳米@沸石咪唑框架-67(Au@ZIF-67)并用于修饰GCE,在Au@ZIF-67/GCE表面电聚合合成聚硫瑾(pTH),最后在修饰电极(pTH/Au@ZIF-67/GCE)上电化学聚合制备MIP传感器(MIP/pTH/Au@ZIF-67/GCE)。表征结果证明成功制备了基于双信号的分子印迹电化学生物传感器,将其用于检测人血清生物样品中Tyr含量。得到MIP/pTH/Au@ZIF-67/GCE检测Tyr的线性范围为0.01-4μmol/L,检测限为7.9×10-10mol/L。加标回收法测量人血清中Tyr含量的回收率为95.8%-118.0%。
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