论文摘要
生物传感器作为一种新型快速、准确、实时的检测手段,被广泛应用于临床医学、食品分析、环境监测等领域。生物传感器界面的构建直接影响到生物传感器的灵敏度、线性范围和使用寿命等,不仅是制备性能优良的生物传感器的关键技术,而且也是生物传感器得以改进和开发的重要技术背景。本课题致力于新型生物传感器制备的研究,以期达到提高生物传感器灵敏度、延长传感器使用寿命等目的。纳米材料具有促进电子转移速率的能力和对生物分子良好的生物相容性,已被广泛地应用于电化学生物传感器的研究;二茂铁及其衍生物由于其相对良好的电化学可逆性和低电位时的稳定性往往作为电子媒介体应用于生物传感器的制备;离子液体其具有良好的离子导电性、较高的热稳定性和化学稳定性、宽的电位窗口和液态温度范围等特点,在生物传感器的研究中有广泛的应用前景;壳聚糖是一种天然氨基多糖,具有良好的吸附性、成膜性和一定的抗拉强度,并有很好的生物相容性,作为一种优良膜材料已成功应用于生物传感领域。本论文结合上述的研究基础,将富勒烯、二茂铁、离子液体和壳聚糖用于电化学生物传感器的构建。本文主要开展了以下工作:分别测得离子液体-1辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[OMIM][PF6]、-1丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸[BMIM][PF6]、1,3-二丁基咪唑六氟磷酸盐[DBIM][PF6]、1,3-二丁基咪唑溴化盐[DBIM]Br、1,3-二丁基硅咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体[DBIM][TF2N]极性和粘度（25℃和35℃）。利用GOx催化氧化葡萄糖,使其生成过氧化氢,过氧化氢在过氧化氢酶的作用下氧化荧光素并使其褪色,因此以荧光法来检测剩余荧光素的含量可间接地测定出葡萄糖的含量。基于这一原理,考察了以上五种离子液体对葡萄糖氧化酶活性的影响,并用荧光法分析了离子液体中葡萄糖氧化酶分子构象的变化。利用富勒烯与二茂铁、壳聚糖与离子液体之间的协同效应,制备了高灵敏度葡萄糖氧化酶生物传感器,GOx/C60-Fc-CS-IL-GCE。运用循环伏安法、交流阻抗和计时电流法研究修饰电极的电化学特性。由于电极与葡萄糖氧化酶能够实现电子的直接转移,该传感器具备高灵敏度(237.26 nA/nmol·L-1cm-2)、低检测限（S/N=3） (3×10-9mol·L-1)和较宽的线性范围(1×10-8～1×10-5mol·L-1)。复合膜修饰的葡萄糖氧化酶生物传感器的米氏常数为0.03 mmol·L-1,说明葡萄糖氧化酶保留了较高的生物催化活性。该生物传感器对血液样品中抗坏血酸、尿酸有很好的抗干扰性。巧妙的将富勒烯、二茂铁、壳聚糖、离子液体修饰于玻碳电极表面,最后滴加抗体溶液固定百草枯抗体在修饰电极表面壳聚糖膜上制备高灵敏度的阻抗型免疫传感器,Ab/C60-FC-CS-IL。以Fe（CN）63-/4-磷酸缓冲溶液为测试底液,分别采用循环伏安法和交流阻抗法研究免疫传感器的电化学性质。由于富勒烯与二茂铁、壳聚糖与离子液体之间的协同效应,免疫传感器有良好的重现性（RSD=1.5%）、选择性和稳定性（6个月）。百草枯浓度在3.89×10-11～4.0×10-8mol·L-1之间,免疫传感器阻抗响应呈线性关系（相关系数为0.999）已成功用于胎粪中百草枯的测定。