鄰苯二酚是重要的化工中間體,在化工、食品、制藥等方面具有不可忽視的作用。然而,鄰苯二酚的大量使用污染了環(huán)境、食品,并對(duì)人體造成極大傷害。因此,尋找合適的方法檢測鄰苯二酚在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保方面具有重要意義。酪氨酸酶生物傳感器可及時(shí)地將鄰苯二酚的檢測信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰苯二酚的濃度的準(zhǔn)確檢測。其快速高效、小型化、重復(fù)性好和低成本使其成為研究的熱點(diǎn)。然而,酪氨酸酶生物傳感器仍存在如檢測性能不高、穩(wěn)定性差和難以分析復(fù)雜的實(shí)際成分等問題,限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。本文基于酪氨酸酶電化學(xué)生物傳感器的研究現(xiàn)狀,制備納米材料高效固定酪氨酸酶構(gòu)建生物傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰苯二酚的靈敏檢測。主要工作如下:（1）以四氯化鉿（Hf Cl₄）和硝酸鋅為原料,通過水熱法制得Hf摻雜氧化鋅納米材料（Hf-Zn O）,并將Hf-Zn O、酪氨酸酶（Tyr）和殼聚糖（CS）修飾在玻碳電極（GCE）上,制得Tyr/Hf-Zn O/CS/GCE生物傳感器。通過場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）、動(dòng)態(tài)光散射粒度分析（DLS）、X射線衍射（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）對(duì)Hf-Zn O進(jìn)行表征測試。采用循... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電化學(xué)生物傳感器的原理圖

第一階段主要以溶液中的溶解氧為探針實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)底物的檢測。第二階段是通過電子媒介實(shí)現(xiàn)（介導(dǎo)）電子轉(zhuǎn)移的酶生物傳感器，其主要是通過制備一種介于酶氧化還原活性中心和轉(zhuǎn)化元件之間的電子媒介，通過電子媒介實(shí)現(xiàn)電子交換，并根據(jù)電子媒介電流的變化來反應(yīng)電極表面的電子轉(zhuǎn)移情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)底物的檢測。第三階段是直接電子轉(zhuǎn)移的酶生物傳感器，其無需任何媒介，利用酶的氧化還原活性中心直接在電極表面實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移[24]。目前研究主要以介導(dǎo)的電子轉(zhuǎn)移和直接電子轉(zhuǎn)移的酶促生物傳感器為主，其工作原理如下圖1-2所示。圖1-2介導(dǎo)的電子轉(zhuǎn)移(A)和直接電子轉(zhuǎn)移（B）的酶生物傳感器[25]Fig.1-2Mediatedelectrontransfer(A)anddirectelectrontransfer(B)enzymaticbiosensors[25]（3）電化學(xué)微生物傳感器電化學(xué)微生物傳感器是一類以微生物作為識(shí)別元件的生物傳感器。微生物無處不在，成本低，并且能夠代謝多種化合物，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和降解能力。此外，微生物還具

廣西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文酪氨酸酶電化學(xué)生物傳感器的制備及性能研究162-1所示。圖2-1Tyr/Hf-ZnO/CS/GCE生物傳感器的制備流程示意圖Fig.2-1SchemeofthepreparationoftheTyr/Hf-ZnO/CS/GCEbiosensor2.3.5分析表征采用FESEM觀察制備材料的形貌，采用XRD分析和表征制備材料，采用XPS觀察制備材料的化學(xué)成分、表面元素類型和相關(guān)的電子結(jié)構(gòu)。2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論2.4.1Hf-ZnO復(fù)合比例的確定圖2-2是不同摻雜比Hf-ZnO材料分別按2.2.4條件固定Tyr制備的生物傳感器在1mM鄰苯二酚（pH7.0,0.1mol/LPBS）中的CV曲線，可知一系列Tyr/Hf-ZnO/CS/GCE電極的氧化峰電位均在0.5V附近，還原峰電位均在0V附近。其中，3%Hf-ZnO修飾電極的還原峰電流最大，為–13.13μA，比氧化鋅材料制備的修飾電極還原峰電流增加了0.93μA，說明3%Hf摻雜能明顯提高氧化鋅對(duì)鄰苯二酚的響應(yīng)能力。此外，當(dāng)摻雜量高于10%時(shí)，Hf-ZnO修飾電極的對(duì)鄰苯二酚的電流響應(yīng)值低于氧化鋅修飾電極，其可能是較高的Hf4+不能完全取代氧化鋅晶格中的Zn2+，導(dǎo)致產(chǎn)生部分的HfO2在ZnO的晶界聚集，降低了ZnO的電導(dǎo)率，從而降低了Tyr/Hf-ZnO/CS/GCE修飾電極的電子轉(zhuǎn)移能力，故選擇3%Hf-ZnO為修飾材料進(jìn)行后述實(shí)驗(yàn)[85]。具體的酶催化反應(yīng)公式步驟如下：catechol+tyrosinase(O2)→o-Quinone+H2O（2-1）O-Quinone+2H++2e–→catechol(atelectrode)（2-2）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于金納米顆粒的生物電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用[D]. 李佩.北京交通大學(xué) 2018
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[3]鄰苯二酚類有機(jī)化合物的氧化降解研究[D]. 康秋紅.浙江師范大學(xué) 2016
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