發(fā)布時間：2017-05-13 05:09

  本文關鍵詞：金微電極表面修飾生物活性分子的電化學生物傳感器構建及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電化學生物傳感器是一種以生物敏感元件與電化學轉換器相連接的裝置。基于其靈敏度高、特異性好、檢測速度快、設備廉價、操作簡單等特點,電化學生物傳感器廣泛應用于臨床診斷、藥物與食品分析以及環(huán)境監(jiān)測等領域。無酶生物傳感器和細胞傳感器是兩種重要的電化學生物傳感器,本工作在使用生物活性分子如殼聚糖、葉酸分別構建無酶及細胞生物傳感器的基礎上,進一步將其應用于環(huán)境監(jiān)測和癌細胞檢測。第一章,綜述了電化學生物傳感器的發(fā)展史、電化學生物傳感器的常用檢測技術以及電化學生物傳感器的分類。第二章,構建了一種基于殼聚糖與納米金復合膜修飾金微電極的電化學無酶傳感器,將其應用于亞硝酸根離子含量的測定。金電極表面先沉積一層納米金,隨后再沉積一層納米金膠溶液與殼聚糖的混合凝膠層,從而獲得GNP@CS/GNP/Au電極無酶傳感器。通過電化學阻抗譜(EIS)表征修飾過程中金電極表面的性質。對修飾后的金電極進行循環(huán)伏安法(CV)測試,結果表明電沉積納米金的存在顯著提高了亞硝酸根離子在電極上的響應信號；而GNP@CS復合膜則同時具有促進電子傳遞和靜電吸引亞硝酸根離子的作用。經(jīng)條件優(yōu)化后,所構建的GNP@CS/GNP/Au電極對亞硝酸根離子的測定范圍為7.94nmol/L-4.74 mmol/L,檢測限為4.38μmol/L(S/N=3)。將GNP@CS/GNP/Au電極應用于池水樣品中亞硝酸根的測定,回收率在91.6%-104%之間,顯示了該傳感器具有一定的實際應用潛力。第三章,構建了一種基于L-半胱氨酸與葉酸修飾金微電極表面的電化學細胞傳感器。依靠L-半胱氨酸的巰基與金的作用力,將L-半胱氨酸固定于金電極表面,使氨基露于電極表面。通過EDC/NHS的催化作用,將葉酸FA固定至表面帶氨基的L-Cys/Au電極,從而構建FA/L-Cys/Au電極。用BSA封閉FA/L-Cys/Au電極表面非特異性吸附后,基于FA與葉酸受體(Folate Receptor, FR)的親和力,而FR在HeLa細胞表面過度表達,將HeLa細胞接種于BSA/FA/L-Cys/Au電極表面,以阻抗變化信息獲知HeLa細胞數(shù)目。電化學阻抗譜及循環(huán)伏安法的實驗結果證明,L-Cys分子總體帶正電荷,與負離子存在靜電引力,促進電極表面氧化還原反應,起著電子媒介體的作用；固定FA后,FA的空間效應使得Fe(CN)63-與電極之間的電子傳遞受阻；捕獲HeLa后,細胞的存在進一步阻礙了界面電子傳遞,使Rct大大增加。構建的細胞傳感器對HeLa的檢測線性范圍為1.08×103 cells/mL～1.08×107 cells/mL,檢測限低至2.4×102cells/mL(S/N=3),其重現(xiàn)性和抗干擾性良好,具有一定的實際應用前景。
【關鍵詞】：電化學生物傳感器 循環(huán)伏安法 電化學阻抗譜 金微電極 亞硝酸根 HeLa細胞
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O657.1;TP212.3
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第一章 緒論14-46
• 1.1 引言14-15
• 1.2 電化學生物傳感器的發(fā)展史15-17
• 1.3 電化學生物傳感器的檢測技術17-23
• 1.3.1 電位分析法18-19
• 1.3.2 伏安法19-21
• 1.3.3 阻抗分析法21-23
• 1.4 電化學生物傳感器的分類23-39
• 1.4.1 酶電化學傳感器23-27
• 1.4.2 電化學無酶傳感器27-29
• 1.4.3 電化學免疫傳感器29-32
• 1.4.4 適體電化學傳感器32-36
• 1.4.5 細胞電化學傳感器36-39
• 1.5 小結39-40
• 參考文獻40-46
• 第二章 基于金微電極表面修飾殼聚糖納米金復合膜的亞硝酸根離子傳感器構建46-65
• 2.1 引言46-48
• 2.2 實驗部分48-52
• 2.2.1 試劑與材料48
• 2.2.2 儀器與設備48
• 2.2.3 金膜微電極的制備48-49
• 2.2.4 殼聚糖納米金混合液的制備及表征49-50
• 2.2.5 GNP@CS/GNP/Au電極的制備50
• 2.2.6 GNP@CS/GNP/Au電極交流阻抗譜(EIS)表征50
• 2.2.7 GNP@CS/GNP/Au電極對NO_2~-的CV響應50-51
• 2.2.8 NO_2-標準曲線的制備51
• 2.2.9 GNP@CS/GNP/Au電極的抗干擾能力測試51
• 2.2.10 GNP@CS/GNP/Au電極的重現(xiàn)性與長期穩(wěn)定性51-52
• 2.2.11 GNP@CS/GNP/Au電極的實際樣品檢測52
• 2.3 結果與討論52-60
• 2.3.1 納米金溶膠及殼聚糖納米金溶膠混合液的表征52-53
• 2.3.2 修飾過程中電極交流阻抗譜(EIS)表征53-54
• 2.3.3 修飾電極對NO_2~-的CV響應54-55
• 2.3.4 電化學檢測條件的優(yōu)化55-57
• 2.3.5 NO_2~-標準曲線繪制57-58
• 2.3.6 干擾離子實驗58-59
• 2.3.7 電極重現(xiàn)性與穩(wěn)定性59
• 2.3.8 實際樣品的檢測59-60
• 2.4 小結60-61
• 參考文獻61-65
• 第三章 基于金微電極表面修飾L-半胱氨酸、葉酸的HeLa細胞電化學傳感器構建65-78
• 3.1 引言65-66
• 3.2 實驗部分66-70
• 3.2.1 試劑與材料66-67
• 3.2.2 儀器與設備67
• 3.2.3 金膜微電極的制備67
• 3.2.4 PDMS接種細胞儲液池的制備67
• 3.2.5 電極的修飾67-69
• 3.2.6 修飾電極的電化學性質表征69
• 3.2.7 BSA/FA/L-Cys/Au電極對HeLa細胞的檢測69-70
• 3.3 結果與討論70-75
• 3.3.1 電極交流阻抗譜(EIS)70-71
• 3.3.2 電極循環(huán)伏安圖(CV)71-72
• 3.3.3 BSA/FA/L-Cys/Au電極對HeLa細胞的檢測72-74
• 3.3.4 HeLa/BSA/FA/L-Cys/Au電極抗干擾性74
• 3.3.5 HeLa/BSA/FA/L-Cys/Au電極重現(xiàn)性74-75
• 3.4 小結75-76
• 參考文獻76-78
• 第四章 總結與展望78-79
• 4.1 總結78-79
• 4.2 展望79

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