论文摘要
电化学葡萄糖生物传感器在许多领域得到广泛应用。在其研究中,葡萄糖氧化酶（GOD）的固定化是一个关键问题。开发适宜的酶固定基体及相应的固定方法制备GOD膜,实现有效保持酶的活性,并准确检测葡萄糖,对于葡萄糖生物传感器的发展具有重要的意义。本文采用硝酸纤维素膜和聚碳酸酯膜为基体,以交联法固定GOD,构筑葡萄糖生物传感器,并研究了其对葡萄糖的检测性能。论文包括以下两部分内容：1.以硝酸纤维素膜（Φ10mm）为基体,采用戊二醛交联法固定GOD,制成酶膜。通过红外光谱（FTIR）检测来确定GOD固定机理,研究发现GOD以共价键固定在硝酸纤维素基体膜上。通过测定不同制备条件下酶膜的活性,确定酶膜的最佳制备条件为：戊二醛溶液浓度为2.5%（v/v）,磷酸缓冲溶液（PBS）的pH值为6.5,GOD溶液浓度为10g-L-1。实验研制的GOD膜对p-D-葡萄糖具有良好响应,灵敏度为1.1μA·mmol-1,线性范围为0.05-4.0mmol·L-1,响应时间为80-100s,表观米氏常数为7.2mmol·L-1,酶膜对p-D-葡萄糖表现出良好的亲和性。同时GOD膜具有良好的选择性、重现性、操作稳定性和贮存稳定性。将酶膜应用于实际发酵样品中的葡萄糖浓度检测,与光谱法检测结果基本相符。将酶膜安装于市售生物传感分析仪中,酶膜对底物响应快速,线性和稳定性良好,且热稳定性高、抗干扰性强。2.实验采用滴涂法,将GOD溶液滴涂于聚碳酸酯基体膜（Φ10mm）表面,并通过戊二醛蒸气交联固定制成GOD膜,最佳制备条件为滴涂浓度为5g·L-1的GOD溶液4μL。GOD膜对葡萄糖具有十分快速的响应,响应时间为20s,线性范围为0.1-2.5mmol·L-1,灵敏度为1.32μnA·L·mmol-1。表观米氏常数为141.95mmol·L-1.然而酶膜的选择性还有待改善。将酶膜安装于市售生物传感分析仪中,酶膜对底物响应快速,线性、稳定性及选择性良好。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 电化学生物传感器概述1.1.1 电化学生物传感器的结构及工作原理1.1.2 电化学生物传感器的分类1.1.3 电化学生物传感器的发展及应用1.2 酶及其固定化1.2.1 酶的概述1.2.2 活性部位1.2.3 酶催化作用的特点1.2.3.1 酶作用的专一性1.2.3.2 酶催化的高效性1.2.3.3 酶催化作用的条件温和1.2.4 葡萄糖氧化酶1.2.5 酶的固定化1.2.5.1 固定化酶的特点1.2.5.2 酶的固定化方法1.3 电化学葡萄糖生物传感器1.3.1 电化学葡萄糖生物传感器的工作原理1.3.2 葡萄糖氧化酶固定基体1.3.2.1 醋酸纤维素及其衍生物1.3.2.2 聚合物1.3.2.3 壳聚糖及其改性1.3.2.4 天然膜材料1.3.2.5 无机材料1.3.3 电化学葡萄糖生物传感器的制备工艺1.3.3.1 自组装技术1.3.3.2 丝网印刷技术1.3.6 商品化的电化学葡萄糖生物传感器1.4 论文选题的意义与主要研究内容1.4.1 论文选题的意义1.4.2 论文主要研究内容第二章 实验部分2.1 化学试剂2.2 实验仪器2.3 葡萄糖氧化酶膜的制备方法2.3.1 浸泡法2.3.2 滴涂法2.4 分析测试方法2.4.1 傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析2.4.2 紫外—可见光谱（UV-Vis）分析2.4.3 三电极实验体系的构建及电化学性能测试2.4.4 实际样品分析2.4.5 在市售仪器上的应用测试第三章 以纤维素膜为基体的葡萄糖传感器的研究3.1 基体膜的选择3.2 葡萄糖氧化酶固定机理研究3.3 酶膜最佳制备条件的确定3.3.1 戊二醛浓度对酶膜活性的影响3.3.2 磷酸缓冲液pH值对酶膜活性的影响3.3.3 葡萄糖氧化酶浓度对酶膜活性的影响3.4 酶膜对葡萄糖的响应测试3.5 酶膜响应动力学研究3.6 选择性测试3.7 重现性与稳定性3.8 实际样品分析3.9 酶膜在市售仪器上的应用测试3.9.1 最佳反应时间的确定3.9.2 温度对传感器的影响3.9.3 对葡萄糖的响应测试3.9.4 稳定性测试3.9.5 选择性测试3.10 本章小结第四章 以聚碳酸酯膜为基体的葡萄糖传感器的研究4.1 最佳酶载量的确定4.2 酶膜对葡萄糖的响应测试4.3 酶膜响应动力学研究4.4 选择性测试4.5 酶膜在市售仪器上的应用测试4.5.1 最佳反应时间的确定4.5.2 对葡萄糖的响应测试4.5.3 稳定性测试4.5.4 选择性测试4.6 本章小结第五章 结论与展望5.1 结论5.2 论文的创新点5.3 展望参考文献致谢研究成果及发表的学术论文作者及导师简介硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
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