本文關(guān)鍵詞：幾種新型酶生物傳感器的構(gòu)建及其生物傳感應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 安培酶電極 酪氨酸酶 葡萄糖氧化酶 納米復(fù)合材料 酶氧化聚合 酶抑制分析

【摘要】：生物傳感器由生物活性材料(酶、核酸、抗體/抗原等)與各類物理化學(xué)傳感轉(zhuǎn)換技術(shù)有機(jī)結(jié)合而組成,用于各種化學(xué)物質(zhì)的分析和檢測(cè)。近年來(lái),安培酶生物傳感器的研究一直很活躍,而開(kāi)發(fā)各種新型復(fù)合材料以實(shí)現(xiàn)酶分子的高效高活性固定作為成為該領(lǐng)域的研究前沿之一。本學(xué)位論文簡(jiǎn)要綜述了的電化學(xué)生物傳感器的原理、制備及其應(yīng)用,并結(jié)合酪氨酸酶催化氧化和多種納米復(fù)合材料的優(yōu)異性能,基于研發(fā)新型復(fù)合材料構(gòu)建新型高效酶生物傳感器并將其應(yīng)用于酶反應(yīng)底物及酶抑制劑開(kāi)展了系列創(chuàng)新性工作。主要工作如下:(1)首次研究了聚多巴-酪氨酸酶復(fù)合物(PDM-Tyr)的簡(jiǎn)易制備及其在酪氨酸酶底物(苯酚及其酚類復(fù)合物)和酪氨酸酶抑制劑(阿特拉津)傳感中的應(yīng)用。利用酪氨酸酶(Tyr)催化聚合左旋多巴(L-DOPA)實(shí)現(xiàn)酶催化酶的反應(yīng)底物的聚合,同時(shí)利用酶反應(yīng)聚合物原位包埋酶,獲得聚多巴-酪氨酸酶(PDM-Tyr)復(fù)合物,用UV-vis和SEM對(duì)該復(fù)合物的形成過(guò)程及形貌進(jìn)行了表征,同時(shí)將該酶復(fù)合材料滴干于金電極表面并用Nafion進(jìn)一步加固構(gòu)建了一種新型高性能生物傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)苯酚、對(duì)氯苯酚、對(duì)甲酚及鄰苯二酚的高靈敏度、低檢測(cè)限和較寬線性范圍的檢測(cè)。其中對(duì)10 nM~1.25μM范圍內(nèi)的苯酚呈線性響應(yīng)關(guān)系,響應(yīng)靈敏度高達(dá)5122μA mM-1(72.5 mA mM-1 cm-2),檢測(cè)下限可達(dá)5 nM,該靈敏度相比大多數(shù)同類傳感器報(bào)道值增加了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。我們測(cè)定所制備的傳感器米氏常數(shù)(KMapp)為3.13?M,表明所固定酶對(duì)底物結(jié)合能力強(qiáng),催化活性好。同時(shí),基于阿特拉津?qū)野彼崦傅囊种谱饔?該傳感器也可實(shí)現(xiàn)對(duì)阿特拉津的快速靈敏檢測(cè),線性響應(yīng)范圍為50 ppb~30 ppm,檢測(cè)下限低至10 ppb。同時(shí),該傳感器穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、靈敏度好、制備簡(jiǎn)便,有望在生物科技和表面涂層等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。(2)利用聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)能夠促進(jìn)MWCNTs的分散、能還原HAuCl4和能提高所得Au納米粒子(AuNPs)的穩(wěn)定性等性質(zhì),一步合成新型納米復(fù)合材料PDDA-MWCNTs-AuNPs。用SEM和TEM對(duì)該復(fù)合物進(jìn)行了表征。同時(shí),我們將該復(fù)合材料滴干在金電極表面,并通過(guò)吸附酪氨酸酶和葡萄糖氧化酶構(gòu)建了能夠同時(shí)對(duì)兩種酶反應(yīng)底物和酶抑制劑進(jìn)行高性能傳感的傳感器。所得Tyr/PDDA-MWCNTs-AuNPs/Au電極對(duì)苯酚傳感性能優(yōu)異,在10 ppb~2.35 ppm線性范圍內(nèi)檢測(cè)靈敏度高達(dá)10922μA mM-1(154.6 mA mM-1 cm-2),檢測(cè)下限低至5 ppb。同時(shí),該傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)抑制劑阿特拉津的微量檢測(cè),檢測(cè)下限低至10 ppb。所得GOx/PDDA-MWCNTs-AuNPs/Au電極在0.05?M~5.0 mM線性范圍內(nèi)對(duì)葡萄糖響應(yīng)靈敏度為81.8?A mM-1 cm-2,對(duì)GOx抑制劑Ag+檢測(cè)下限低至2.0 nM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明我們制備的PDDA-MWCNTs-AuNPs復(fù)合材料性能優(yōu)異,在生物傳感應(yīng)用方面有望得到廣泛應(yīng)用。(3)結(jié)合Co、N摻雜的3D石墨網(wǎng)(Co-N-GNWs)和金屬納米材料的優(yōu)點(diǎn),將Co-N-GNWs分散于DMF溶液中,利用硼氫化鈉還原氯金酸成功制取Co-N-GNWs-Au NPs復(fù)合材料。取1 mg mL-1Co-N-GNWs-AuNPs分散液5?L滴于GCE電極表面自然風(fēng)干后得到Co-N-GNWs-AuNPs/GCE電極。為了比較,我們同時(shí)制備了Co-N-GNWs/GCE電極,并將其置于含1.0 mM氯金酸的0.10 M H2SO4水溶液中,采用多電位階躍法電沉積制得Aued/Co-N-GNWs/GCE電極。將葡萄糖氧化酶(GOx)滴干在該電極表面并用0.1%CS加固酶膜后用于高靈敏度葡萄糖傳感。所制酶電極對(duì)葡萄糖的檢測(cè)靈敏度高,選擇性好。該法簡(jiǎn)便、省時(shí)、高效。
【關(guān)鍵詞】：安培酶電極 酪氨酸酶 葡萄糖氧化酶 納米復(fù)合材料 酶氧化聚合 酶抑制分析
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 安培酶電極13-17
• 1.1.1 概述13-14
• 1.1.2 酪氨酸酶生物傳感器及其應(yīng)用14-15
• 1.1.3 葡萄糖氧化酶生物傳感器及其應(yīng)用15-17
• 1.2 納米材料在酶電極中的作用17-19
• 1.2.1 碳納米管17-18
• 1.2.2 貴金屬-碳納米管復(fù)合物18
• 1.2.3 三維石墨網(wǎng)18-19
• 1.3 本文構(gòu)思19-21
• 第二章 利用酶催化聚合法實(shí)現(xiàn)酶反應(yīng)底物原位包埋酶構(gòu)建高性能酶?jìng)鞲衅鞑⒂糜诟咝鞲?/span>21-31
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-24
• 2.2.1 儀器與試劑22-23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟23-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-30
• 2.3.1 酪氨酸酶催化聚合L-DOPA及其表征24-26
• 2.3.2 酪氨酸酶安培傳感器的優(yōu)化及其對(duì)酚類物質(zhì)的傳感檢測(cè)26-28
• 2.3.3 酶電極對(duì)抑制劑（阿特拉津）的傳感28-29
• 2.3.4 穩(wěn)定性和重復(fù)性考察29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于多壁碳納米管和聚二甲基二烯丙基氯化銨合成納米金修飾的Au電極及其傳感應(yīng)用31-43
• 3.1 引言31-32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 3.2.1 儀器和試劑32-33
• 3.2.2 PDDA-MWCNTs-Au NPs復(fù)合材料的合成33
• 3.2.3 幾種電極的制備33-34
• 3.3 結(jié)果與討論34-42
• 3.3.1 材料的合成及特性34-35
• 3.3.2 修飾電極的形貌特征35-37
• 3.3.3 酪氨酸酶?jìng)鞲衅鞯膬?yōu)化及其傳感應(yīng)用37-40
• 3.3.4 Tyr/PDDA-MWCNTs-AuNPs/Au電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性40-41
• 3.3.5 葡萄糖氧化酶?jìng)鞲衅鞯闹苽浼捌鋫鞲袘?yīng)用41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 新型三維石墨烯納米復(fù)合材料修飾酶?jìng)鞲衅鞯臉?gòu)建及其傳感應(yīng)用43-50
• 4.1 引言43-44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分44-46
• 4.2.1 儀器和試劑44
• 4.2.2 Co-N-GNWs -AuNPs復(fù)合材料的合成44-45
• 4.2.3 電極的修飾45-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-49
• 4.3.1 酶電極的表征46-47
• 4.3.2 影響酶電極性能的因素47-48
• 4.3.3 CS/GOx/Co-N-GNWs-AuNPs/GCE電極生物傳感性能48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論與展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-66
• 碩士期間發(fā)表的相關(guān)論文66-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳西梅,劉欣,陳永泉;生物傳感器的研制及在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J];廣州食品工業(yè)科技;2001年02期

2 李真;戴媛靜;陳曦;;生物傳感器及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用[J];福建分析測(cè)試;2001年03期

3 李彥文,楊仁斌,郭正元;生物傳感器在環(huán)境污染物檢測(cè)中的應(yīng)用[J];環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài);2004年01期

4 王鋒;樊先平;王民權(quán);;光學(xué)生物傳感器的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2004年07期

5 耿敬章,仇農(nóng)學(xué);生物傳感器及其在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[J];糧油食品科技;2005年01期

6 周南;;德國(guó)生物傳感器會(huì)議[J];分析試驗(yàn)室;2006年06期

7 李永生;高秀峰;齊嬌娜;肖真;;乙醇熒光毛細(xì)生物傳感器的研究[J];釀酒科技;2006年07期

8 康天放;劉潤(rùn);魯理平;程水源;;再生絲素固定乙酰膽堿酯酶生物傳感器[J];應(yīng)用化學(xué);2006年10期

9 陳儉霖;;生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J];污染防治技術(shù);2006年03期

10 ;第十屆世界生物傳感器大會(huì)將在上海召開(kāi)[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2007年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 崔傳金;吳海云;左月明;;生物傳感器研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[A];紀(jì)念中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

2 莫冰;劉曉為;;淺談生物傳感器在幾個(gè)主要領(lǐng)域的應(yīng)用及展望[A];中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨東北MEMS研發(fā)聯(lián)合體研討會(huì)論文集[C];2004年

3 薛瑞;康天放;;基于絲素蛋白固定乙酰膽堿酯酶的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥生物傳感器的研究[A];第六屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

4 李彤;趙純;;用于水體監(jiān)測(cè)的生物傳感器研究進(jìn)展[A];2012中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷）[C];2012年

5 任湘菱;唐芳瓊;;光電化學(xué)體系構(gòu)建新型葡萄糖生物傳感器[A];中國(guó)感光學(xué)會(huì)影像材料的研究與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

6 鄒琴;李劉冬;;生物傳感器在貝毒快速檢測(cè)中的應(yīng)用[A];泛珠三角區(qū)域漁業(yè)經(jīng)濟(jì)合作論壇第三次年會(huì)會(huì)議論文[C];2008年

7 邱筱岷;;生物傳感器及其在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第十次學(xué)術(shù)年會(huì)暨2009中華臨床醫(yī)學(xué)工程及數(shù)字醫(yī)學(xué)大會(huì)論文集[C];2009年

8 馬芬;張成孝;;多標(biāo)記型汞離子電化學(xué)發(fā)光生物傳感器的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十屆全國(guó)發(fā)光分析學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

9 任湘菱;唐芳瓊;;銀—金納米復(fù)合顆粒增強(qiáng)的葡萄糖生物傳感器[A];第一屆全國(guó)納米技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2000年

10 黃智偉;黃琛;;光纖DNA生物傳感器研究動(dòng)向[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 莫冰;四大應(yīng)用領(lǐng)域，，生物傳感器技術(shù)發(fā)展迅速[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

2 張巍巍;美研制出超靈敏生物傳感器[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

3 吳瓊;生物傳感器迅速成長(zhǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2000年

4 何屹;新生物傳感器可觀測(cè)細(xì)菌生長(zhǎng)[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 記者 毛黎;人體細(xì)胞生物傳感器分子機(jī)理首次揭開(kāi)[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

6 記者 何永晉;烏生物傳感器研究碩果累累[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

7 白毅 王宇星;我國(guó)生物傳感器研究獲重大進(jìn)展[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2006年

8 張佳星;“火眼金睛”窺測(cè)基因調(diào)控[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

9 汪明;2009年全球生物傳感器市場(chǎng)有望突破40億美元[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2006年

10 鄒爭(zhēng)春;漏聲表面波生物傳感器檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建成功[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 史大川;恒溫型納米—滾環(huán)擴(kuò)增-SPR傳感器快速檢測(cè)病原微生物的研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2015年

2 劉蓬勃;提高微流芯片生物傳感器檢測(cè)限的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 唱?jiǎng)P;Ⅰ:LSAW生物傳感器的構(gòu)建及臨床應(yīng)用研究 Ⅱ:兩株罕見(jiàn)致病菌的鑒定[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2015年

4 高小堯;基于核酸的生物傳感器的研究與應(yīng)用[D];福州大學(xué);2014年

5 閆志勇;蛋白激酶活性的光電化學(xué)生物分析研究[D];青島大學(xué);2016年

6 羅鵬;一次性電化學(xué)酒精生物傳感器的研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2009年

7 衛(wèi)銀銀;新型葡萄糖生物傳感器的構(gòu)筑、機(jī)理及應(yīng)用研究[D];華東師范大學(xué);2011年

8 劉盛平;基于支撐雙分子層膜的智能生物傳感器系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2003年

9 曹淑瑞;納米復(fù)合材料固載生物氧化酶構(gòu)建高靈敏電流型酶生物傳感器的研究[D];西南大學(xué);2013年

10 劉詠;幾種化學(xué)/生物傳感器的制備及在分析中的研究應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 付家鵬;改性纖維素納米纖維的鄰苯二酚生物傳感器研究[D];江南大學(xué);2015年

2 褚一嵐;二維硫化鉬/石墨烯復(fù)合材料生物傳感器制備及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 方詣;維持酶蛋白自然構(gòu)型的新型葡萄糖生物傳感器電極的研究[D];南京師范大學(xué);2013年

4 顧萬(wàn)通;城市河流底泥污染物指示性微生物研究及生物傳感器的構(gòu)建[D];哈爾濱師范大學(xué);2016年

5 陳瑤瑤;基于信號(hào)放大的生物傳感器在生化分析中的應(yīng)用[D];青島科技大學(xué);2016年

6 馮雪;基于聚苯胺—石墨烯復(fù)合物的電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)筑和性能研究[D];浙江大學(xué);2016年

7 陳寶平;掃描電化學(xué)顯微鏡生物傳感信號(hào)放大技術(shù)的研究[D];華東師范大學(xué);2016年

8 趙倩;基于生物傳感器的MERS冠狀病毒蛋白酶檢測(cè)模型及其應(yīng)用[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2016年

9 胡冬萍;基于G-四鏈體及其熒光探針構(gòu)建的UDG生物傳感器[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

10 章溪;幾種DNA生物傳感器用于微小RNA和真菌毒素的檢測(cè)[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

本文編號(hào)：613795