二肽自组装-金纳米粒子复合材料为基础的电化学生物传感器研究

发布时间：2019-11-03 05:16

【摘要】：近些年,水体污染、食品安全等民生问题促进了分析检测领域的发展。电化学生物传感器作为一种电分析方法,既具备价廉、灵敏、高效等特点,又因其基底材料的多样化而备受关注。其中,电化学酶传感器兼具酶高的生物催化活性和电化学技术的优点,成为研究的热点。目前,电化学酶传感器存在的问题主要是酶的固定化、酶活性中心的快速电子转移以及酶活性的保持。解决这些问题的方向主要集中在如何选取更适宜的基底材料、如何构建多样化的材料结构等。随着生物科学的发展,利用具有杰出生物相容性的生物结构材料构建电化学生物传感器便成为十分有潜力的发展方向。二苯丙氨酸二肽(FF)分子是构筑生物微纳结构材料最简单的基元,可自发地自组装形成各种各样形貌的结构,且易于联合功能分子,从而具备作为电化学传感器基底材料的潜力,但其电子导电能力有待进一步改善。因此,本论文主要是基于二肽分子及其衍生物,通过制备二肽基的复合材料改善二肽材料的导电性,同时作为固定生物酶分子的基底以提高酶的固定化,构建了一系列电化学酶传感器,实现对底物的高效检测,具体工作主要分为以下两个部分：1、基于FF自组装,制备了二肽-金纳米粒子杂化球(DP-AuNPsHS),并首次修饰到玻碳电极(GCE)上作为固定辣根过氧化物酶(HRP)的基底材料,构建了一种对苯二酚(HQ)为电子媒介体的过氧化氢(H202)传感器。我们发现金纳米粒子嵌入在二肽球的内外表面,这样能够提高二肽材料自身的电子传输能力,且有利于酶的固定。我们探讨了杂化球形成的机理,研究了传感器的电化学行为,对待分析底物H202进行了分析检测,实现了高灵敏(28.3μA·mmol-1·L)、宽线性范围(0.5-970μmol·L-1)、低检出限(0.1μmol·L-1)的检测。2、基于FF的衍生分子N-芴甲氧羰基二苯丙氨酸(Fmoc-FF),首次利用一步还原法得到了二肽-金纳米粒子复合水凝胶(DP-AuNPs HG),用于包埋葡萄糖氧化酶(GOx)分子构成生物复合材料。三维网状水凝胶结构有利于为酶分子提供良好的微环境,多孔的通道能够有利于分析底物在其中的传质；纤维状结构上均匀分布的金纳米粒子能够促进电子的传输,有利于GOx的直接电子转移,为构建葡萄糖生物传感器奠定了基础。
【图文】：

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【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33;TP212.3

【参考文献】

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1 郭雯淇;基于纳米材料修饰的新型电化学生物传感器的研究和应用[D];华中师范大学;2014年

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本文编号：2554919