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基于纳米复合材料修饰电极的生物传感器的研究

作　者: 颜霞
导　师: 万钧
学　校: 青岛科技大学
专　业: 海洋化学
关键词: 细胞传感器碳纳米管纤维素离子液体四肽铂纳米花
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文研究了制备了单壁碳纳米管(SWNTs)与微晶纤维素(CL)的复合材料、单壁碳纳米管与四肽(RGDS)的复合材料以及铂纳米颗粒材料。将具有生物相容性较好的碳纳米管复合材料用作细胞的固定化载体制备细胞传感器,铂纳米颗粒直接用于电催化传感器用于甲醇、乙醇和过氧化氢的电催化,均应用电化学方法研究了他们的性能。碳纳米管复合材料有利于实现细胞的电活性中心与电极表面之间的有效电子转移,生物相容性的改良使细胞能够较长时间保持生物活性,并可用于其他的生物活性分子的研究;所制备的铂纳米颗粒的具有特殊表面效应,电化学方法研究其表面的对醇及过氧化氢的电催化活性。主要研究内容包括以下几个方面:1.以离子液体作为中间溶剂,制备具有生物相容性和导电性的纤维素-单壁碳纳米管复合材料,将其用作为K562细胞的固定化载体,应用电化学交流阻抗谱及循环伏安方法研究K562细胞在电极表面的直接电化学行为,讨论了离子液体的选择、纤维素与碳纳米管的配比、扫速等对细胞传感器的影响。对该传感器的阻抗研究表明,阻抗值Ret与细胞在1.6×104~1.0×107 cells·mL-1浓度范围成正比,信噪比S/N为3时,检测限为2.6×103 cells·mL-1。经对比发现本文研究制备的细胞传感器电化学响应好,灵敏度高,方法更简单,为细胞传感器的研究提供了新方法。2.将单壁碳纳米管表面的羧基通过N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳化二亚胺(EDC)活化后与RGDS上的氨基连接,通过细胞表面整联蛋白与RGD三肽域的特定结合来有效捕获K562细胞。这种生物相容性的纳米复合材料不仅为细胞捕获提供了充足的RGD三肽域,而且SWNTs具有大的表面积和良好的导电性,对以此复合材料固定K562细胞后进行电化学循环伏安研究表明该材料为癌细胞提供仿生环境,使细胞固定在其上后仍保持良好的生物活性。3.采用恒电位电沉积的方法在镀金玻片上沉积Pt纳米花制备Pt/Au电极,应用应用场发射扫描电镜和X射线能谱对其表观形貌进行了表征,应用循环伏安方法研究Pt/Au对甲醇、乙醇的电催化特性,应用计时电流方法研究Pt/Au用作无酶H2O2生物传感器在中性溶液中对H2O2的电催化氧化活性,发现在0.1-0.9 mM浓度范围氧化峰电流与H2O2浓度的成正相相关关系,线性方程为Ip = 22.185 x + 9.774,线性相关系数为0.994 (n=9),当信噪比为3时,检测限为0.06 mM。

基于纳米复合材料修饰电极的生物传感器的研究

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