论文摘要
纳米材料因其优良的物理、化学性质,在生物电化学传感中得到了广泛应用。作为一种新型的纳米材料,磁性纳米材料除了具有普通纳米材料的优良性质外,还具有独特的超顺磁特性和丰富的表面官能团,近年来逐渐在包括酶固定和电催化分析在内的许多研究领域都得到了成功应用。本文的主要目的在于研究铁磁性纳米粒子及磁性微球在多巴胺的电催化分析及血红蛋白、辣根过氧化酶等氧化还原酶的固定与生物传感方面的应用。其主要内容为:1.将碳包铁纳米粒子（CCINPs）分散液和Nafion滴加到玻碳电极（GCE）表面得到Nafion/CCINPs修饰电极。在pH 5.5的磷酸盐缓冲溶液（PBS）中,多巴胺（DA）在该修饰电极表现出可逆性较好的受扩散控制的电催化氧化行为。通过计时库仑法求得DA在修饰电极上的扩散系数为3.0×10-5cm2/s。示差脉冲伏安法（DPV）测得DA的氧化电流在2.0-60μmol/L范围内与其浓度成较好线性关系,相关系数为0.9992,检测限为0.83μmol/L。将该方法用于盐酸多巴胺注射液样品测定,测量值与药典法结果较好吻合。由于在选定实验条件下抗坏血酸（AA）等不干扰其测定,且修饰电极具有较好的稳定性和重现性,此方法可以较好的用于伏安检测DA。2.将铁纳米粒子（INPs）的Nafion分散液滴加到洁净的碳糊电极（CPE）表面,得到INPs-Nafion修饰CPE,并用循环伏安法研究了DA在该修饰电极上的电化学行为。实验表明,在pH 7.0的B-R缓冲溶液中,与裸电极相比,DA氧化峰负移,还原峰正移,峰电流大大增加,表现出较好的电催化行为,且能排除AA等常见干扰物的影响。实验考察了碳糊成分比例、修饰剂用量、酸度、扫速等对DA在修饰电极上的电化学行为的影响。在最优条件下,利用DPV法测得DA的峰电流在0.01-0.11mmol/L范围内与其浓度呈较好线性关系,检测限为3.3μmol/L。此外,该修饰电极也具有较好的稳定性、重现性和选择性。3.用CCINPs和壳聚糖制备了壳聚糖磁性微球（MCMS）,并将其用于酶电极的制备。在戊二醛交联剂的作用下,血红蛋白（Hb）被成功固定在MCMS修饰GCE表面,且固定的Hb在亚甲基蓝（MB）电子媒介体作用下对H2O2表现出良好的电催化还原作用。用稳态安培法考察了MB的浓度、pH值、工作电位等因素对实验结果的影响。在优化条件下,该H2O2传感器的响应时间小于10s,在0.069-0.29mmol/L和0.29-3.0mmol/L两个浓度范围内,稳态安培电流与H2O2浓度成较好线性关系,检测限为0.021mmol/L。此外,该传感器器还具有良好的选择性、稳定性和重现性,可成功应用于H2O2的定量分析。4.用INPs和葡聚糖制备了颗粒均匀、粒径较小的葡聚糖磁性微球（MDMS）,并将其应用于辣根过氧化酶（HRP）的固定,固定在MDMS修饰GCE表面的HRP在电子媒介体对苯二酚（HQ）的作用下,对H2O2具有良好的电催化还原作用。实验考察了HQ浓度、溶液pH值和工作电位等因素的影响。在优化条件下,该H2O2传感器响应时间小于10s,且在0.20μmol/L-0.68mmol/L浓度范围内稳态安培电流和H2O2浓度成良好线性关系,检测限为0.078μmol/L。该安培响应表现出良好的Michaelis-Menten行为,求得表观米氏常数KMapp为1.38mmol/L。此外,实验还考察了该传感器的选择性、稳定性和重现性,取得了满意的结果。
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标签：生物传感器论文; 磁性纳米材料论文; 多巴胺论文; 过氧化氢论文; 血红蛋白论文; 辣根过氧化酶论文; 电催化论文; 修饰电极论文;