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新型生物电化学传感器的制备

作 者: 赵素彩
导 师: 汪莉
学 校: 江西师范大学
专 业: 分析化学
关键词: 电化学传感器 聚乙烯二茂铁 凝血酶 核酸适体 金纳米粒子 细胞色素c 辣根过氧化物酶 葡萄糖氧化酶
分类号: TP212.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


众所周知,蛋白质在活的生物体内的相互作用在许多生命过程中起着重要的作用,为此,蛋白质间的电子传递吸引了很多研究者的兴趣,一些人工模拟的信号链构筑了类似的生物传感器来研究蛋白质间的电子传递。另一方面,蛋白质的检测是当今蛋白质组学研究的重点。本论文基于混合蛋白质膜修饰电极研究了蛋白质间的信息传递,并基于核酸适体修饰电极制备了检测凝血酶电化学传感器。具体工作分为以下四个方面:1、第一部分利用核酸适体/聚乙烯基二茂铁修饰电极制备新型凝血酶传感器。并研究了支持电解质、沉积时间、缓冲液pH对该修饰电极检测凝血酶的影响。该传感器不需对核酸适体进行标记且聚合膜稳定,具有灵敏度高,响应信号强,操作简单等优点。2、第二部分研究了以核酸适体-金纳米粒子修饰电极制备的电化学凝血酶传感器。并研究了电极活化时间,凝血酶培养时间、培养温度、培养液对该修饰电极的影响。实验中,通过金纳米粒子的还原信号来检测凝血酶。该凝血酶传感器操作简单,快速,响应信号强,并能特异性地检测凝血酶。该传感器的进一步发展有望在实际生活中的疾病诊断和治疗中得到普遍应用。3、第三部分研究了辣根过氧化物酶(HRP)和细胞色素c (Cyt.c)混合蛋白质膜修饰电极的电子传输。虽然不能确定这两种蛋白质在生物体内是否存在合作,但我们可以通过这种研究,来类推蛋白质间的电子传输。实验结果显示:混合蛋白质修饰电极的电子传输速率常数比单一蛋白质修饰电极的电子传输速率常数要大,这表明混合蛋白质膜加强了蛋白质和电极间的电子传输。该双酶修饰电极对过氧化氢和氧气都有很好的催化响应。4、第四部分以层层组装的方法制备GOD-Cyt.c混合蛋白质修饰电极并对其进行了动力学研究。结果表明:混合蛋白质膜修饰电极可以极大地促进电极表面的葡萄糖氧化酶和溶液间的电子传输,在此细胞色素c既为葡萄糖氧化酶提供了良好的生物微环境,也为电极与溶液间的电子传输提供良好的电子传输通道。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章 文献综述  9-27
  前言  9
  1.1 生物传感器的概述  9-13
    1.1.1 生物传感器的发展  9-10
    1.1.2 生物传感器的原理  10
    1.1.3 生物传感器的分类  10-11
    1.1.4 生物传感器研发呈现的特点  11-13
      1.1.4.1 生物传感器的优点  11-12
      1.1.4.2 生物传感器的研发呈现的新特点  12
      1.1.4.3 生物传感的开发面临的新挑战  12-13
  1.2 核酸适体生物传感器和蛋白质膜修饰的生物传感器  13-18
    1.2.1 核酸适体生物传感器  13-17
      1.2.1.1 概述  13
      1.2.1.2 核酸适体具有的特点  13-14
      1.2.1.3 核酸适体生物传感器的研究进展  14-17
    1.2.2 新型蛋白质膜修饰的生物传感器  17-18
      1.2.2.1 基于双酶修饰的复合蛋白质膜生物传感器  18
      1.2.2.2 基于Cyt.c修饰的复合蛋白质膜生物传感器  18
  1.3 新型材料在电化学传感器中的应用  18-19
    1.3.1 纳米材料在电化学生物传感器中的应用  18-19
      1.3.1.1 纳米材料的概述  18
      1.3.1.2 纳米材料在电化学生物传感器中的应用  18-19
    1.3.2 二茂铁及其聚合物在电化学传感器中的应用  19
  1.4 本论文的研究目的和意义  19-20
  参考文献  20-27
第二章 基于核酸适体/聚乙烯二茂铁修饰电极的凝血酶电化学生物传感器的研制  27-37
  前言  27
  2.1 实验部分  27-29
    2.1.1 实验试剂  27-28
    2.1.2 实验仪器  28
    2.1.3 聚乙烯二茂铁的制备  28-29
    2.1.4 四丁基高氯酸铵的制备  29
  2.2 结果与讨论  29-34
    2.2.1 传感器的制备及检测原理  29-30
    2.2.2 电化学氧化沉积PVF~+时支持电解质对修饰电极的影响  30
    2.2.3 修饰电极对凝血酶的电化学响应  30-31
    2.3.4 实验参数的优化  31-33
      2.3.4.1 沉积时间的影响  31-32
      2.3.4.2 核酸适体浓度的选择  32-33
      2.3.4.3 缓冲溶液pH的影响  33
    2.3.5 凝血酶的定量检测  33-34
  2.3 结论  34-35
  参考文献  35-37
第三章 基于核酸适体-金纳米粒子修饰电极的凝血酶电化学传感器  37-47
  引言  37-38
  3.1 实验部分  38-39
    3.1.1 实验试剂  38
    3.1.2 实验仪器  38
    3.1.3 实验方法  38-39
  3.2 结果与讨论  39-44
    3.2.1 核酸适体标记的金胶探针紫外-可见吸收光谱表征  39-40
    3.2.2 实验条件的优化  40-43
      3.2.2.1 电极活化时间的选择  40-41
      3.2.2.2 凝血酶在(TAE+NaCl)中培养时间的选择  41-42
      3.2.2.3 凝血酶培养液的选择  42
      3.2.2.4 凝血酶培养温度的选择  42-43
    3.2.3 凝血酶的定量检测  43-44
  3.4 结论  44-45
  参考文献  45-47
第四章 细胞色素c和辣根过氧化物酶共同修饰的双蛋白质传感器  47-58
  引言  47-48
  4.1 实验部分  48-49
    4.1.1 实验试剂  48
    4.1.2 实验仪器  48
    4.1.3 修饰电极的制备  48-49
  4.2 结果与讨论  49-55
    4.2.1 蛋白质的UV-vis光谱图  49
    4.2.2 不同修饰电极的CVs行为  49-51
    4.2.3 混合蛋白质比例的优化  51-53
    4.2.4 电子传输速率  53-54
    4.2.5 催化反应  54-55
      4.2.5.1 对过氧化氢的催化  54
      4.2.5.2 对氧气的催化  54-55
  4.3 结论  55-56
  参考文献  56-58
第五章 细胞色素c和葡萄糖氧化酶混合蛋白质修饰电极的电化学研究  58-69
  引言  58-59
  5.1 实验部分  59-60
    5.1.1 实验试剂  59
    5.1.2 实验仪器  59
    5.1.3 修饰电极的制备  59-60
  5.2 结果与讨论  60-66
    5.2.1 修饰电极表面的AFM表征  60-61
    5.2.2 双蛋白质修饰电极的UV-vis光谱图  61-62
    5.2.3 不同修饰电极的CVs行为  62-63
    5.2.4 缓冲液pH值对电极表面电子传输的影响  63-65
    5.2.5 蛋白质的混合比例对电极表面电子传输的影响  65-66
  5.3 结论  66-67
  参考文献  67-69
在学期间公开发表论文及待发表论文情况  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器(变换器)、传感器 > 化学传感器
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