摘要: 近年来，生物传感器的研究和应用发展迅猛，它利用生物活性物质的亲和性，如酶-底物、酶-辅基、抗原-抗体、激素-受体等的分子识别功能，可以有选择地检测待测物。由于生物活性物质具有专一识别功能，使得生物传感器具有较高的选择性，能直接应用于复... 展开 近年来，生物传感器的研究和应用发展迅猛，它利用生物活性物质的亲和性，如酶-底物、酶-辅基、抗原-抗体、激素-受体等的分子识别功能，可以有选择地检测待测物。由于生物活性物质具有专一识别功能，使得生物传感器具有较高的选择性，能直接应用于复杂样品的检测。生物传感器以灵敏度高、选择性好、分离和检测过程合为一体、不需要样品预处理等特点而受到广泛重视，目前发展很快，已应用于临床医学检测、工业过程控制、环境检测、化学物质安全性评价以及食品、制药等许多领域。本研究论文主要是通过发展新型的生物纳米材料及其固定方法，以达到改进固定生物组分活性、提高传感器灵敏度等目的，以此为出发点用乙二醇(第2章)做溶剂利用水热法合成了磁性纳米颗粒；用乙醇做溶剂，利用水热法合成了花状(第3、4章)和棒状(第5章)的纳米ZnO，这种方法均具有实验操作简单、环境污染少、成本低、产率高等优点；这两种方法所得到的材料均成功应用于生物传感器的构建(禽流感病毒、过氧化氢和葡萄糖生物传感器)。另外，在第3章的基础上选择了N-乙酰苯胺(第5章)将它电聚合到玻碳电极表面来增强酶与电极之间的电子转移速率。具体内容如下：1．第2章中，利用水热法制备了磁性纳米颗粒，并在其外包被了葡聚糖，构建了检测禽流感病毒的生物传感器：将固定在磁性纳米颗粒表面的探针Probea，标记生物素的探针Probeb及待测核酸样品一起加入杂交缓冲液中进行核酸杂交。然后利用链霉素生物素的特异作用，金纳米颗粒通过其上标记的链霉素与探针Probeb上标记的生物素结合从而连接在磁性纳米颗粒表面，经过银染处理，银颗粒在金颗粒表面沉积，最后将其转移到叉指电极上进行电化学检测，由于银颗粒改变了电极间的电阻，就可以通过电极间电流的变化来实现目标DNA的检测。2．第3章中，利用水热方法合成纳米花状结构．ZnO，分散在壳聚糖(CHIT)中构成．ZnO-CHIT。复合膜来固定辣根过氧化物酶(HRP)，构建了安培型过氧化氢(H202)生物传感器。优化了对该生物传感器性能产生影响的实验条件。实验结果表明：在相同H202浓度下，加入纳米颗粒的电极的电流响应值比未加颗粒的高约40倍。ZnO-CttIT修饰电极对H2O2具有明显的增敏效应，线性范围为1.0×10-6-5.0×10-3M，相关系数为0.9977；检测下限为1.0×10-7M(S/N=3)。3．在前面的研究中，我们发现纳米氧化锌是固定辣根过氧化酶的理想材料。在第4章中，将葡萄糖氧化酶(GOx)固定在Ptnano-ZnO/CHIT复合膜中制作了葡萄糖生物传感器。在磷酸缓冲溶液(pH7.4)中，高等电点的纳米ZnO与低等电点的葡萄糖氧化酶之间的强静电作用，葡萄糖氧化酶被吸附在纳米ZnO粒子的表面，实现了酶在电极表面的有效固定。铂纳米颗粒和无机纳米材料ZnO的协同作用为传感器带来了新的性质。循环伏安图显示Ptnano-ZnO/CHIT/GOx电极表面的氧化还原过程为混合控制过程。用该电极检测葡萄糖有很高的灵敏度，同时能很好的保持葡萄糖氧化酶的生物活性。4．在第5章中，发展了基于电聚合聚苯胺/ZnO-CHIT复合膜的辣根过氧化物酶微型酶传感器。选择了N-乙酰苯胺将其电聚合到玻碳电极，实验表明修饰了此电聚合膜的电极对抗坏血酸等干扰物的响应明显减小而对过氧化氢仍保持了较高灵敏度。 收起