基于两类新型纳米材料的电化学生物传感研究

论文摘要

纳米材料因具有小尺寸效应、表面效应等特殊性能使其在构置高灵敏、高选择的传感界面方面的研究已发展成为生物电分析化学研究的热点之一。本论文基于多孔纳米氧化铈（nano-Porous CeO2）构置了检测葡萄糖和过氧化氢（H202）的电化学生物传感器以及基于石墨烯（GE）构置了检测亚硝酸钠（NaNO2）的电化学生物传感器,通过电化学等波谱技术对它们的性能进行了表征,建立了检测葡萄糖、H202以及NaNO2的新方法。该研究可为探索纳米材料在电化学生物传感中的应用提供新思路,拓展了纳米材料的应用范围。全文共分三章,主要内容为：1、综述了基于纳米材料的电化学生物传感器的研究进展,介绍了本论文的研究内容和意义,共引用文献94篇。2、构置了基于GOx-Nafion/nano-Porous CeO2的电化学生物传感器（葡萄糖氧化酶,GOx）,研究了GOx的直接电化学和电催化行为,建立了测定葡萄糖的新方法。结果显示：GOx在电极表面的电流响应与葡萄糖浓度在1×10-6～6×10-4mo1·L-1呈良好线性关系,检出限为3×10-7mo1·g-1（S/N=3）,灵敏度为1.2×103μA·（mmol·L-1·cm2）-1。构置了基于nano-Porous CeO2-Hb-CTAB的电化学生物传感器（血红蛋白,Hb）,研究了Hb的直接电化学和电催化行为,建立了测定H202的新方法。结果显示：安培法检测H202的线性范围为5.0×10-7～2.0×10-3mo1·L-1,检出限为1.7×10-7mo1·L-1（S/N=3）,灵敏度为2.8×102μA·（mmol·L-1·cm2）-1,表观米氏常数KMapp为1.1×10-4mo1·L-1。上述研究表明,制备的nano-Porous CeO2具有良好的催化性能和较大的比表面积,能够有效地促进酶的直接电化学；同时nano-Porous CeO2-CTAB复合膜具有良好的协同作用,为酶的固载提供了良好的微环境。3、构置了一种基于Nafion/Hb-GE-CTAB的电化学生物传感器,研究了Hb的直接电化学和电催化行为,建立了测定NaNO2的新方法。结果显示：安培法检测NaNO2的线性范围为5.0×10-6～1.0×10-4mol-L-1（R=0.9994）,检出限为1.6×10-6mo1·L-1（S/N=3）,灵敏度为29μA·（mmo1·L-1·cm2）-1,表观米氏常数KMapp为1.2×10-5mo1·L-1。可见GE-CTAB复合膜具有良好的电催化性能和生物相容性,能够有效促进酶在电极表面上的直接电化学,该传感器具有制备方法简单、易操作灵敏度高和稳定性好的特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 基于纳米材料的电化学生物传感器研究进展
• §1.1.1 电化学生物传感器的概述
• §1.1.2 纳米材料的概述
• §1.1.3 纳米材料在电化学生物传感中的研究与应用
• §1.1.4 展望
• §1.2 本论文研究内容和意义
• 参考文献
• 第二章 基于多孔纳米氧化铈的电化学生物传感研究
• §2.1 基于多孔纳米氧化铈的葡萄糖电化学生物传感研究
• §2.2 基于多孔纳米氧化铈的过氧化氢电化学生物传感器研究
• §2.3 结论
• 参考文献
• 第三章 基于石墨烯的亚硝酸钠电化学生物传感研究
• §3.1 实验部分
• §3.2 结果与讨论
• §3.3 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢