多巴胺電氧化聚合膜用作酶固定基質的壓電電化學研究.pdf

1、生物傳感器在臨床、食品、環境等領域具有廣闊的應用前景，近年來發展迅速。在生物傳感器的制作過程中，生物識別分子的固定是一個十分重要的方面。目前所報道的固定方法主要包括吸附法，交聯法、共價鍵合法、包埋法等，其中高分子聚合物包埋法是一種重要的固定方法。 電化學石英晶體阻抗分析(EQCIA)技術通過快速測量石英晶體電聲阻抗而獲取較全面的晶體諧振信息，從而可同步動態研究電化學反應或過程的多種理化參數和材料學性質，如電極表面低至納克級的質量

2、變化、溶液粘密度和修飾膜粘彈性等。本文在本實驗室前面工作的基礎上，將這一技術用于研究生物傳感器制作過程中生物分子的固定過程。主要內容如下： 1.綜述了生物傳感器的概念、構成和生物分子識別物質的固定方法，以及電化學石英晶體微天平(EQCM)技術及其應用。 2.提出了一種多巴胺電氧化形成的聚合膜(PFDO)用于固定葡萄糖氧化酶(GOD)的新方法。利用EQCIA技術現場監測了中性水溶液中(PBS，pH7.0)聚合膜的生長以及G

3、OD的固定過程。通過優化聚合溶液中磷酸緩沖液、多巴胺和GOD三者的濃度，制作了性能優良的PFDO-GOD/Au電極用于葡萄糖傳感檢測。優化條件下，該傳感器的線性范圍為0.05～9mM、檢測限為3μM(S/N=3)、響應時間在15s內，并且穩定性良好。另外，我們利用電化學和EQCIA技術估算了固定化GOD的有效酶比活性和酶相對活性分別為1.43kUg-1和3.7％，高于我們實驗中所測得的兩種典型的常規導電和絕緣高分子，聚N-甲基吡咯和聚鄰

4、氨基苯酚，為載體的葡萄糖傳感器的結果，從而證明PFDO是一種很好的酶固定載體。 3.利用EQCIA技術研究了普魯士藍(PB)在金電極上的電沉積過程和PB修飾電極上PFDO對GOD的固定過程。通過優化PB的量，制作了一種性能良好的PFDO-GOD/PB/Au電極用于葡萄糖的傳感檢測。實驗結果表明，與PFDO-GOD/Au電極相比，PFDO-GOD/PB/Au電極具有靈敏度更高(6.75μAmmol-1cm-2)，響應時間更短(8s

5、)，固定化GOD的有效酶比活性和酶相對活性更高(分別為7.75kUg-1和20.1％)等優點，表明采用PB膜能改善酶電極的性能。 4.提出了一種PFDO固定血紅蛋白(Hb)的新方法。利用EQCIA技術現場監測了PB修飾金電極上，在弱堿性水溶液(PBS，pH9.18)中PFDO的生長以及Hb的固定過程。并用EQCIA技術對修飾過程進行了監測。通過優化聚合溶液中Hb的濃度，制作了性能良好的PFDO-Hb/PB/Au電極用于過氧化氫的