摘要: 电化学生物传感器具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、检测成本低、所需仪器简单、能在复杂体系中进行在线连续监测、易于实现微型化等优点，在化学、生物医学、环境监测、食品、医药和军事等领域有重要的应用价值。纳米材料具有独特的光学、电学和... 展开 电化学生物传感器具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、检测成本低、所需仪器简单、能在复杂体系中进行在线连续监测、易于实现微型化等优点，在化学、生物医学、环境监测、食品、医药和军事等领域有重要的应用价值。纳米材料具有独特的光学、电学和催化特性及良好的生物相容性。将纳米材料应用于生物传感器的制备可以显著提高传感器的性能。本文制备了不同形貌的纳米材料，并将这些纳米材料用于生物传感界面的构建。所制备的葡萄糖、过氧化氢等生物传感器具有较高的灵敏度、较低的检测下限以及较快的响应速度。具体内容如下： (1)纳米材料巨大的比表面积能显著提高酶的负载量，同时为酶的固定提供了良好的微环境，保持酶的活性。将垂直排列的纳米线阵列作为传感器件，能保证酶和底物之间有尽可能大的接触面积，提高了生物传感器的响应性能。将聚碳酸酯模板固定在电极上，用恒电位沉积法制备钌紫纳米线阵列。钌紫纳米线阵列修饰的玻碳电极在-0.1 V下对过氧化氢有较灵敏的响应。将葡萄糖氧化酶交联到纳米线阵列上，得到的葡萄糖传感器有较高的灵敏度，较宽的线性范围，并可实现对葡萄糖的无干扰检测(第2章)。 (2)近年来，石墨烯被当做是碳族元素的后起之秀，受到广泛关注。石墨烯特殊的二维结构，使其具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应和从不消失的电导率等一系列性质。在本文中，利用化学方法合成石墨烯。利用电子扫描电镜、X-ray衍射仪、紫外以及红外光谱仪表征石墨烯。利用层层组装技术，将石墨烯和辣根过氧化酶结合，固定到玻碳电极表面，再覆盖一层壳聚糖，制成过氧化氢生物传感器。此生物传感器的检测下限是0.1μM，线性范围是1.0μM～2.6 mM(第3章)。 (3)利用层柱状化合物α-磷酸锆作电化学研究的基体，是因其具有良好的亲水性，且它的层状结构可以插入小到质子、大到蛋白质的分子。加之该无机化合物具有良好的热稳定性和化学惰性，有较大的比表面积和表面电荷密度等优点，适合蛋白质的固定。本文在室温、中性条件下，将葡萄糖氧化酶插入到层柱状化合物a.磷酸锆中，再用壳聚糖分散、固定到电极表面，制成葡萄糖传感器。该传感器对葡萄糖的响应快速灵敏，线性范围为0.01 mM～20.0 mM，相关系数为0.996，斜率为4.74μA mM-1，检测下限为0.01 mM(第4章)。 收起