基于纳米材料修饰的新型电化学生物传感器的研究和应用

【摘要】电化学传感器因其具有检测速度快,响应好,灵敏度高,设备便宜,操作简单,应用范围广等优点而备受研究者所青睐。如何修饰电化学传感器界面以提高电化学传感器的灵敏度及稳定性一直是研究者关注的重点,也是电化学传感器性能好坏的关键。纳米材料的出现,为电化学传感器界面的纳米修饰开辟了一片广阔天地。纳米材料具有很多独特的性质,例如导电能力强,生物相容性好,大的比表面积,易于进行表面化学修饰等等。因此,将纳米材料修饰在电极表面,是提高电化学生物传感器工作性能的优良方案。本文主要研究内容有以下三部分：(1)在金电极表面修饰苯和对氨基苯的混合芳基重氮盐,然后通过C-C键将单壁碳纳米管(SWCNTs)连接到混合重氮盐修饰的金电极表面,接着以肽键结合的形式将辣根过氧化氢酶(HRP)稳定地固定在SWCNTs上,成功地构建了一个可以用于测定H202的酶生物传感器,并且对该生物传感器的工作性能进行了详细的探讨。(2)在玻碳电极表面修饰对氨基苯单分子层,经过重氮化还原将电极表面的氨基转化为不稳定的重氮盐分子,在一定的还原电位的作用下这些重氮盐分子会转化为自由基,并与溶液中的金纳米粒子(AuNP)以C-Au化学键的形式相结合,这样通过分步法将AuNP稳定地修饰在电极表面。通过条件优化,实现了电极表面上AuNP数量的最大化,并在AuNP数目最大化的界面修饰上对羧基苯,继而修饰上甲基对硫磷水解酶,成功地制备一个基于分步法修饰AuNP的可以用于检测杀虫剂甲基对硫磷的电化学生物传感器,并且对该生物传感器的工作性能进行了详细的探讨。(3)为了进一步提高传感器界面修饰AuNP的效率,我们改变了修饰策略,首先合成带有氨基基团的功能化AuNP。具体研究了功能化纳米粒子的制备,存放,并通过了Uv-Vis、TEM、SEM、XPS等表面分析技术对其进行了表征,还通过电化学的方法测试了所制备的功能化AuNP的性能。然后,利用重氮化还原吸附的原理将所制备的功能化的AuNP一步修饰到电极表面。最后,成功地制备了一个基于一步法修饰AuNP的可以用于检测H202的HRP酶生物传感器。
【作者】郭雯淇；
【导师】刘国珍；
【作者基本信息】华中师范大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】电化学生物传感器；芳基重氮盐；金纳米颗粒；单壁碳纳米管；辣根过氧化氢酶；甲基对硫磷杀虫剂；

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