改性纳米SiO2增强的尿酸酶生物传感器机理的研究

论文摘要

生物传感器是一类涉及多学科的前沿诊断仪器。国内外对生物传感器展开了广泛深入的研究,来满足人们在临床检验、环境监测和生化分析等领域中的需求。本研究将改性纳米SiO2凝胶和尿酸酶通过交联剂固定于蛋膜上,将酶膜紧贴于铂盘电极表面,然后以自制铂片电极为对电极、甘汞电极为参比电极,组成三电极体系,测定体液中尿酸的浓度。当体液中的尿酸通过酶膜时,与酶进行反应,检测出该处产生的反应电流,然后将其换算成尿酸浓度加以显示。考察了电极的选择、尿酸酶的固定量、改性纳米凝胶的修饰量、温度、缓冲溶液pH值、扫描速率等因素对尿酸酶传感器的影响。实验结果表明:选用铂盘电极、尿酸酶固定量为1 U、添加浓度为1.17%改性的纳米SiO2凝胶3μL、在45℃、pH 6.50、扫描速率为60 mV/s的条件下进行测量,响应电流最大。尿酸浓度的检测范围在1.0×10-51.0×10-3mol/L,检出限为5.0×10-6mol/L,RSD为3.70%（n=10）。本研究中增强电流响应信号的纳米SiO2采用微乳液法制备。以氨水为催化剂,利用正硅酸乙酯的水解反应,在TritonX-10/正辛醇/环己烷/氨水所组成的微乳液体系下,制备纳米SiO2。并对制备的纳米SiO2形貌进行透射电镜分析,结果显示,制备的纳米SiO2颗粒为均匀球形,粒径在80 nm左右。本研究中纳米SiO2的改性采用接枝树形分子的方法进行。首先在纳米SiO2表面导入氨基作为引发剂,然后重复进行Michael加成反应和酰胺化反应两个过程。本论文讨论了接枝代数等因素对改性效果的影响,并用红外光谱、热分析、酸碱滴定分析等手段对纳米SiO2的改性效果进行了表征。实验结果表明,随着接枝代数的增多,氨基接枝率增高,改性效果越好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述及本论文设想
• 第一节 研究目的及意义
• 第二节 尿酸浓度的传统测定方法
• 第三节 国内外尿酸酶生物传感器的研究进展
• 第四节 纳米颗粒的增强机理
• 第五节 纳米颗粒增强的生物传感器
• 第六节 纳米颗粒增强尿酸酶生物传感器的研究设想
• 参考文献
• 第二章 纳米Si02的制备及表征
• 第一节 引言
• 2 的性质和应用'>2.1.1 纳米SiO₂的性质和应用
• 2 的制备方法'>2.1.2 纳米SiO₂的制备方法
• 第二节 实验部分
• 2.2.1 纳米颗粒在微乳液中的形成机理
• 2.2.2 制备纳米Si02 的反应机理
• 2.2.3 仪器与试剂
• 2.2.4 实验方法
• 2.2.5 实验结果与表征
• 第三节 本章小结
• 参考文献
• 2的改性及表征'>第三章 纳米SiO₂的改性及表征
• 第一节 引言
• 第二节 树形分子简介
• 3.2.1 树形大分子的朔源及特性
• 3.2.2 树形大分子的研究进展
• 3.2.3 树形大分子的表征方法
• 3.2.4 树形大分子的应用前景
• 第三节 实验部分
• 2 的反应机理'>3.3.1 树形分子改性纳米SiO₂的反应机理
• 3.3.2 仪器与试剂
• 3.3.3 实验方法
• 3.3.4 实验结果与表征
• 第四节 本章小结
• 参考文献
• 2增强的尿酸酶生物传感器'>第四章 纳米SiO₂增强的尿酸酶生物传感器
• 第一节 引言
• 第二节 酶的固定化
• 4.2.1 酶的固定化方法
• 4.2.2 使用生物材料固定化酶
• 第三节 实验部分
• 4.3.1 尿酸酶生物传感器的工作机理
• 4.3.2 仪器与试剂
• 4.3.3 实验方法
• 4.3.4 尿酸酶传感器测试条件的优化
• 2对电流响应的影响'>第四节 改性纳米SiO₂对电流响应的影响
• 第五节 尿酸酶生物传感器性能测试
• 4.5.1 尿酸酶传感器检测尿酸的线性范围和检测限
• 4.5.2 重复实验
• 4.5.3 干扰实验
• 第六节 本章小结
• 参考文献
• 第五章 全文总结及下一步建议
• 第一节 全文总结
• 第二节 下一步建议
• 附录:硕士期间发表论文情况
• 致谢