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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,是一个涉及生物、化学、物理、材料、医学,以及纳米技术、信息技术、微电子技术等多学科技术在内的交叉领域。具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点,在生物分析、环境监测、临床诊断等领域具有广泛的应用前景。在电化学生物传感器的研制中,一个关键的技术就是如何将生物材料稳定、高活性地固定到基体电极表面,构成生物传感器的敏感膜。本研究工作致力于发展基于纳米材料的新型电化学生物传感器,主要完成了以下研究工作: 1.制备了基于碳纳米管的的新型过氧化氢生物传感器 本研究用带负电荷的MWNT吸附表面带正电荷的HRP,以PVB作为复合固酶基质,制备了HRP/PVB/MWNT修饰玻碳电极并将其用于H2O2的生物传感。以对苯二酚为电子媒介,采用循环伏安法和电流时间法考察了该传感器对H2O2的催化性能。讨论了单因素媒介体对苯二酚浓度、工作电位、温度、pH值对传感器响应的影响。得到单因素作用下最佳实验条件为室温25℃,pH值=7.0,对苯二酚浓度4.2mmol/L,工作电位-250mV。在单因素实验基础上,借助于Design Expert软件对对苯二酚浓度、pH值、工作电位三个实验因素进行了响应面分析。在实验范围内,三个实验因子对响应电流的影响由大到小依次为pH值、对苯二酚浓度、工作电位。通过模拟得到一个能较好预测实验结果的二次模型。应用响应面分析法得到的最佳实验条件为:对苯二酚浓度3.9mmol/L,pH值为6.9,工作电位-253mV。在单因素实验最优条件下,传感器对H2O2测定的线性范围在1.67×10-7~8.90×10-4mol/L,检出限(S/N=3)为5.55×10-8mol/L。实验对传感器的重现性、稳定性及抗干扰性进行了考察,同一传感器具有较好的重现性及稳定性。在抗干扰性方面,20倍的葡萄糖、乙醇、乙酸、柠檬酸、甘氨酸对传感器均无明显干扰,5倍的抗坏血酸存在一定的干扰。 2.将研制的过氧化氢传感器与紫外分光光度法,高效液相色谱法两种检测方法作了对比研究。 实验通过紫外分光光度法对H2O2进行了测定。H2O2含量在6.67×10-7~1.33×10-5mol/L范围内与吸光度呈线性关系,最低检出限为2.22×10-7mol/L。通过用反相高效液相色谱-紫外检测色谱法,在C18柱上对过氧化氢进行了测定。检出过氧化氢的线性范围在1.00×10-6~2.40×10-6mol/L,最低检出限为3.33×10-7mol/L。相比而言,过氧化氢电化学传感器线性范围宽、检出限低、制备方法简便、操作简单、成本低廉、检测快速,但抗干扰性和重现性方面还存在不足。紫外分光光度法,高效液相色谱法线性范围较窄,操作复杂而且耗时。