生物E+E传感器中的应用及化学修饰电极的研究 
纳米材料自出现之日起有着及其迅速的发展,不仅在其制备、表征、性能测试和加工方面取得了许多成果,而且其应用领域也在不断扩大。其中,纳米材料作为新颖的催化剂在化学化工领域方面起着举足轻重的作用,由于其表面活性多,作为催化剂,可大大提高反应速率,甚至使原来难以进行的反应得以顺利进行。目前,制备的多种纳米生物材料因为具有良好的生物相容性、可吸收性、无毒性和可蓄积性,在生物E+E传感器方面有着广泛的应用。

生物E+E传感器中的应用及化学修饰电极的研究
电化学生物E+E传感器作为生物E+E传感器的一种,由于其具有制造简单、灵敏度高、价格低廉和选择性好等优点,在食品工业、环境检测和临床医学等领域得到了广泛的应用。而探索先进的固定化技术和优良的固定材料是电化学生物E+E传感器的研究和开发中zui为重要和关键的工作。基于此,发展了一些新颖的纳米材料来固载生物分子,并结合多种电化学方法,构建了几种新型的电化学生物E+E传感器。化学修饰电极是当前电化学、电分析化学十分活跃的研究领域。在分析测定方面,化学修饰电极可利用电催化反应来提高测定的选择性和灵敏度。因此,化学修饰电极在过氧化氢、酚类物质等小分子的测定中也有着广泛的应用。主要进行了以下两部分的研究工作: 研究了纳米材料在生物E+E传感器中的应用,分别描述了纳米金和纳米硫化镉在生物E+E传感器中的应用。根据纳米材料大的比表面积、良好的导电能力和生物相容性,在生物E+E传感器制备的改进方面起了很大的作用,也使生物E+E传感器的性能有了很大的提高。研究了纳米材料应用在电极表面对过氧化氢(H_2O_2)的直接催化还原,克服了生物E+E传感器由于修饰在电极表面的酶容易变质而使得电极寿命短的缺点,并且该方法较以前的报道来说E+E传感器的灵敏度有了很大的提高。研究了纳米材料在生物E+E传感器中的应用利用纳米金溶胶(nano-Au),戊二醛(GA)及牛血清白蛋质(BSA)构成新型生物复合固酶基质,将辣根过氧化物酶(HRP)固定于聚天青I(PAl)修饰的玻碳电极(GCE)表面,制得灵敏的过氧化氢(H_2O_2)生物E+E传感器。同时,采用循环伏安法(CV)和计时电流法对该E+E传感器的性能进行了研究。结果表明,该新型复合固酶基质可很好的保持固定化酶的催化活性,对H_2O_2的响应范围为3.0×10~(-6)～8.0×10~(-3)mol·L~(-1),检测限为1.2×10~(-6)mol·L~(-1),该E+E传感器将纳米金应用在电极表面,相比以前仅用聚合物修饰电极制备的生物E+E传感器来说灵敏度有了很大的提高,并且该E+E传感器具有良好的稳定性和选择性。采用层层自组装技术将带正电荷的硫堇(Thi)与带负电荷的纳米硫化镉(nano-CdS)固定在聚刚果红(PCR)修饰的玻碳电极(GCE)表面,然后利用纳米硫化镉(nano-CdS)大的比表面积来固定甲胎蛋白抗体,制得性能优良的新型免疫E+E传感器。同时,利用循环伏安技术(CV)和交流阻抗技术(EIS)表征了电极整个自组装过程。也作了硫堇(Thi)吸附时间、吸附层数、抗原孵育时间和孵育温度对E+E传感器响应的影响。研究测得峰电流与甲胎蛋白抗原在0.30～250.00ng·mL~(-1)范围内呈良好的线性关系,检出限为0.12ng·mL~(-1)。经实验研究证明,该方法具有高的灵敏度和优良的稳定性。首先采用电化学还原HAuCl_4的方法在电极表面沉积一层均匀的带正电的纳米金(nano-Au),从而增大电极的比表面积和响应信号,然后利用静电吸附的方法分别自组装负电性的纳米硫化镉(nano-CdS)和正电性的硫堇(Thi),再通过Thi的氨基吸附一层nano-CdS来固定癌胚抗体,从而制得癌胚抗原免疫E+E传感器。同时,通过循环伏安法(CV)和交流阻抗技术(EIS)考察了电极表面的电化学特性,并对该免疫E+E传感器的性能进行了详细的研究。该免疫E+E传感器线性范围为0.10～80.00 ng·mL~(-1),检测限为0.03 ng·mL~(-1),并且该电极制作简单,响应灵敏,用于实际样品的测定中令人满意。化学修饰电极的研究采取自组装方法吸取5μL 0.02%的Nafion乙醇溶液滴涂于铂电极表面形成一层稳定的修饰膜,然后将修饰电极浸泡在纳米氧化铜(nano-CuO)的水溶液中,利用Nafion具有多孔的网状结构可以将铂,钯等纳米颗粒渗透进去的特点将纳米氧化铜修饰到电极上,制备出性能优良的H_2O_2E+E传感器,实现了对H_2O_2的直接电催化。

生物E+E传感器中的应用及化学修饰电极的研究
相对于生物E+E传感器来说,该方法克服了修饰在电极表面的酶容易变质的缺点,并且该方法使得E+E传感器的灵敏度有了很大的提高。研究结果发现,在优化的实验条件下,该生物E+E传感器在1.5×10~(-7)～9.0×10~(-3)mol·L~(-1)范围内对H_2O_2有良好的线性响应,检出限为6.0×10~(-8)mol·L~(-1)(S/N=3)。此外,该E+E传感器具有较高的灵敏度和良好的重现性,在H_2O_2的测定方面有着很广泛的应用前景。