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基于纳米材料促进的氧化还原蛋白质或酶的直接电化学及生物传感应用研究

作　者: 李元军
导　师: 李艳彩
学　校: 漳州师范学院
专　业: 分析化学
关键词: 纳米材料碳纳米管氧化还原蛋白质酶直接电化学和电催化生物传感器
分类号: O646
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以氧化还原蛋白质或酶为研究对象，利用简单的滴涂法将纳米材料和氧化还原蛋白质的复合膜固定到电极表面，构筑了几种电化学生物传感器。通过壳聚糖-多壁碳纳米管混合溶液，采用滴涂法将银纳米粒子-氧化还原蛋白质固定于玻碳电极表面，得到了壳聚糖-多壁碳纳米管/氧化还原蛋白质/银纳米粒子复合膜电极，并利用其构筑过氧化氢生物传感器。壳聚糖-多壁碳纳米与银纳米粒子的协同作用能够很好地实现氧化还原蛋白质的直接电化学，该复合膜电极对过氧化氢表现出良好的电催化活性，可以为以氧化还原蛋白质为基础的第三代生物传感器的制备提供新的思路。参考文献报道合成一种新型核壳纳米材料-金@硫代硫酸金核壳纳米粒子，首次将这种材料应用于生物传感器的构筑，通过制备核壳纳米材料-血红蛋白/壳聚糖-多壁碳纳米管的复合膜电极，采用TEM、紫外-可见光谱法和电化学方法等分别研究复合膜的微观结构与血红蛋白的直接电化学和电催化等行为，发展一种新型电化学生物传感器。在酸性条件下，将单壁碳纳米管与壳聚糖共混配成混合溶液，利用滴涂和静电作用将葡萄糖氧化酶固定于金电极表面。媒介体羟基二茂铁有效的促进了葡萄糖氧化酶与电极之间的电子转移，体现了其良好的电催化活性，也说明了该反应是一个典型的酶依赖催化反应，该传感器可以用于葡萄糖的无试剂检测。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-35
  1.1 生物传感器  13-14
    1.1.1 生物传感器的工作原理及分类  13-14
    1.1.2 生物传感器的制备方法  14
  1.2 氧化还原蛋白质  14-18
    1.2.1 氧化还原蛋白质在表面活性剂膜上的直接电化学  15-16
    1.2.2 氧化还原蛋白质在纳米粒子上的直接电化学  16-17
    1.2.3 氧化还原蛋白质在溶胶-凝胶膜上的直接电化学  17
    1.2.4 氧化还原蛋白质在生物大分子膜上的直接电化学  17-18
    1.2.5 氧化还原蛋白质在层层自组装膜电极上的直接电化学  18
  1.3 纳米材料  18-22
    1.3.1 纳米材料概述  18-19
    1.3.2 纳米材料的特性  19
    1.3.3 纳米材料修饰电极的种类  19-22
      1.3.3.1 纳米金属材料修饰电极  19-20
      1.3.3.2 碳纳米管以及碳纳米管复合物修饰电极  20
      1.3.3.3 纳米金属氧化物修饰电极  20-21
      1.3.3.4 其他的纳米材料修饰电极  21-22
  1.4 本论文选题立意以及研究内容  22-24
  参考文献  24-35
第2章基于壳聚糖-多壁碳纳米管/肌红蛋白/银纳米粒子复合膜电极上肌红蛋白的直接电化学与电催化研究  35-49
  2.1 引言  35-36
  2.2 实验部分  36-38
    2.2.1 试剂  36
    2.2.2 仪器  36-37
    2.2.3 银纳米粒子的制备  37
    2.2.4 Chit-MWNTs/Mb/AgNPs 修饰电极的制备  37-38
  2.3 结果与讨论  38-44
    2.3.1 紫外可见光谱表征  38
    2.3.2 肌红蛋白的直接电化学  38-41
    2.3.3 Chit-MWNTs/Mb/AgNPs 对过氧化氢的电催化还原  41-42
    2.3.4 工作电位的选择  42-43
    2.3.5 Chit-MWNTs/Mb/AgNPs 对过氧化氢响应的电流时间曲线  43-44
    2.3.6 过氧化氢传感器的稳定性和重现性  44
  2.4 结论  44-45
  参考文献  45-49
第3章基于壳聚糖-多壁碳纳米管，血红蛋白和银纳米粒子纳米复合膜的一种新型电流型过氧化氢生物传感器  49-65
  3.1 引言  49-50
  3.2 实验部分  50-52
    3.2.1 试剂  50-51
    3.2.2 仪器  51
    3.2.3 银纳米粒子的制备  51
    3.2.4 Chit-MWNTs/Hb/AgNPs 修饰电极的制备  51-52
  3.3 结果与讨论  52-59
    3.3.1 紫外-可见光谱表征  52
    3.3.2 Chit-MWNTs/Hb/AgNPs 复合膜中 Hb 的直接电化学  52-55
    3.3.3 还原 H2O2的循环伏安响应  55-56
    3.3.4 工作电位的选择  56-57
    3.3.5 测定过氧化氢的电流响应  57-58
    3.3.6 传感器的稳定性，重现性和选择性  58-59
  3.4 结论  59-60
  参考文献  60-65
第4章基于金@硫代硫酸金核壳纳米材料与多壁碳纳米管对血红蛋白协同作用的新型过氧化氢生物传感器  65-81
  4.1 引言  65-66
  4.2 实验部分  66-68
    4.2.1 试剂  66
    4.2.2 仪器设备及测试方法  66-67
    4.2.3 Au@Au_2S_2O_3纳米粒子的制备  67
      4.2.3.1 金纳米棒的制备  67
      4.2.3.2 Au@Au_2S_2O_3核壳复合纳米材料的制备  67
    4.2.4 Chit-MWCNTs/Hb/Au@Au_2S_2O_3复合膜电极的制备  67-68
  4.3 结果与讨论  68-77
    4.3.1 金纳米棒与 Au@Au_2S_2O_3核壳材料的电镜和紫外-可见光谱表征  68-69
    4.3.2 Chit-MWCNTs/Hb/Au@Au_2S_2O_3复合膜的紫外可见光谱表征  69-70
    4.3.3 Chit-MWCNTs/Hb/Au@Au_2S_2O_3/GCE 上 Hb 的直接电化学  70-73
    4.3.4 pH 值对电极电位的影响  73-74
    4.3.5 H_2O_2在 Chit-MWCNTs/Hb/Au@Au_2S_2O_3膜电极上的电催化还原  74-76
    4.3.6 生物传感器对过氧化氢的安培响应  76-77
    4.3.7 Chit-MWCNTs/Hb/Au@Au_2S_2O_3膜电极的稳定性、重现性和干扰测定  77
  4.4 小结  77-78
  参考文献  78-81
第5章葡萄糖氧化酶在壳聚糖包埋单壁碳纳米管膜中的直接电化学与电催化研究  81-95
  5.1 引言  81-82
  5.2 实验部分  82-83
    5.2.1 试剂  82
    5.2.2 仪器设备及测试方法  82
    5.2.3 Chit/SWCNTs 混合液以及 GOx 溶液的配制  82
    5.2.4 Chit/SWCNTs/GOx 复合膜电极的制备  82-83
  5.3 结果与讨论  83-91
    5.3.1 Chit/SWCNTs/GOx 复合膜电极的直接电化学  83-85
    5.3.2 不同电极在铁氰化钾溶液中的循环伏安图  85-86
    5.3.3 不同电极的交流阻抗图  86-87
    5.3.4 pH 值对电极电位的影响  87-88
    5.3.5 Chit/SWCNTs/GOx 复合膜电极对葡萄糖的电催化氧化  88-90
    5.3.6 Chit/SWCNTs/GOx 复合膜电极的稳定性和重现性  90-91
  5.4 结论  91-92
  参考文献  92-95
结论与展望  95-97
致谢  97-99
攻读硕士学位期间完成的科研成果  99

基于纳米材料促进的氧化还原蛋白质或酶的直接电化学及生物传感应用研究

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