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基于血红蛋白/壳聚糖膜的传感器的研究及应用

作　者: 万莉
导　师: 赵常志
学　校: 青岛科技大学
专　业: 物理化学
关键词: 胆固醇生物传感器尿酸生物传感器壳聚糖血红蛋白胆固醇氧化酶胆固醇酯酶尿酸氧化酶
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 82次
引　用: 2次
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内容摘要

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。胆固醇是人体中最丰富的类固醇,包括游离胆固醇和酯化胆固醇两种形式,合称为总胆固醇。医学研究表明,血清高胆固醇与心脏病、糖尿病、动脉粥样硬化、肾病综合症、肝胆系统疾病等人类多发症有关。尿酸是人体内嘌呤代谢的产物,尿酸在体内含量过高或过低对健康都是不利的,因而测定血清胆固醇含量和尿酸含量已成为临床诊断中一项重要的参考指标。本文主要研究了以下三种传感器:1.以壳聚糖（CS）为载体将血红蛋白（Hb）和胆固醇氧化酶（ChOx）固定在玻碳电极表面,制备了一种基于ChOx-CS /Hb-CS膜的第三代胆固醇生物传感器。该传感器在胆固醇检测方面有较好的精确度和线性范围(1.00×10^-5 - 6.00×10^-4 mol L^-1),检测限为9.5μmol L^-1,并避免一些共存物质如尿酸、抗坏血酸、多巴胺、肾上腺素等的干扰。在对血清样品检测中发现,其相对标准偏差为4.0% （n=5）。2.以壳聚糖为载体将血红蛋白、胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶固定在玻碳电极表面,制备成高选择性的全胆固醇生物传感器,用于测定血清中的总胆固醇含量。利用循环伏安法和恒电位法研究了传感器的电化学特性。在优化的实验条件下,传感器对胆固醇响应的线性范围为10.0-110 mg dL^-1,检测限为5.0 mg dL^-1（信噪比的3倍）。对人血清中总胆固醇的测定表明,RSD小于6.1%,回收率为95 105%。3.以壳聚糖为载体分别将血红蛋白和尿酸氧化酶（UOx）固定在玻碳电极表面,制备了一种基于UOx-Hb/Hb-CS膜的尿酸生物传感器,该传感器在尿酸检测方面有较好的精确度和线性范围(2.00 36.0μmol L^-1线性相关系数0.9992),并避免一些共存物质如抗坏血酸、多巴胺、肾上腺素等的干扰。对人体尿酸的检测表明,RSD小于2.56%。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章文献综述  12-30
  1.1 生物传感器的简介  12-16
    1.1.1 酶传感器发展的三个阶段  13-15
    1.1.2 酶的固定化方法  15-16
  1.2 壳聚糖（Chitosan）  16-18
    1.2.1 壳聚糖结构与性质  16-17
    1.2.2 壳聚糖在固定化酶方面的应用  17-18
  1.3 胆固醇生物传感器  18-21
    1.3.1 胆固醇简介  18
    1.3.2 胆固醇的检测方法简介  18-20
    1.3.3 国内外胆固醇生物传感器的研究进展  20-21
  1.4 尿酸生物传感器  21-23
    1.4.1 尿酸简介  21
    1.4.2 尿酸的检测方法简介  21-22
    1.4.3 国内外尿酸酶生物传感器的研究进展  22-23
  1.5 本论文的选题背景和研究思路  23-25
  参考文献  25-30
第二章壳聚糖包埋血红蛋白膜电极的电化学行为和对过氧化氢的电化学响应  30-40
  2.1 实验部分  31
    2.1.1 实验仪器与试剂  31
    2.1.2 实验方法  31
  2.2 结果与讨论  31-37
    2.2.1 壳聚糖固定 Hb 的直接电化学  31-32
    2.2.2 扫描速度对 Hb 电化学的影响  32-34
    2.2.3 pH 值的影响  34-35
    2.2.4 酶电极对H_2O_2的电催化响应  35-36
    2.2.5 过氧化氢传感器的干扰试验  36
    2.2.6 过氧化氢传感器的重现性和稳定性  36-37
  2.3 本章小结  37-38
  参考文献  38-40
第三章基于血红蛋白/壳聚糖膜的胆固醇传感器  40-54
  3.1 实验部分  41-42
    3.1.1 实验仪器、试剂和溶液制备  41-42
    3.1.2 实验方法  42
  3.2 结果与讨论  42-49
    3.2.1 循环伏安表征  42-44
    3.2.2 Hb–CS/GCE 对 H_2O_2 的电催化响应  44-45
    3.2.3 ChOx–CS/Hb–CS/GCE 对胆固醇的电催化响应  45-46
    3.2.4 CS/酶量的最佳配比  46
    3.2.5 pH 值的影响  46-47
    3.2.6 胆固醇传感器的线性范围  47-48
    3.2.7 干扰性研究  48
    3.2.8 胆固醇传感器的稳定性和重现性  48
    3.2.9 人体血清样品的测定  48-49
  3.3 本章小结  49-50
  参考文献  50-54
第四章基于蛋白质直接电子转移的全胆固醇传感器  54-65
  4.1 实验部分  55-56
    4.1.1 仪器、试剂与溶液配置  55
    4.1.2 酶电极的制备  55-56
    4.1.3 实验过程  56
  4.2 结果与讨论  56-62
    4.2.1 酶电极的检测机理  56-57
    4.2.2 酶电极的电化学响应  57
    4.2.3 酶的最佳固载量和 pH 的影响  57-58
    4.2.4 酶电极对胆固醇的响应  58-61
    4.2.5 传感器的选择性、重现性和稳定性  61
    4.2.6 传感器对人血清中全胆固醇的测定  61-62
  4.3 结论  62-63
  参考文献  63-65
第五章基于血红蛋白/壳聚糖膜的尿酸生物传感器  65-78
  5.1 实验部分  66-67
    5.1.1 实验仪器和试剂  66-67
    5.1.2 实验方法  67
  5.2 结果与讨论  67-73
    5.2.1 循环伏安表征  67-68
    5.2.2 Hb–CS/GCE 对 H_2O_2 的电催化响应  68-69
    5.2.3 UOx–CS/Hb–CS/GCE 对尿酸的电催化响应  69-70
    5.2.4 CS/酶量的最佳配比  70
    5.2.5 pH 值的影响  70-71
    5.2.6 尿酸传感器的线性范围  71-72
    5.2.7 干扰性研究  72
    5.2.8 胆固醇传感器的稳定性和重现性  72-73
    5.2.9 人体尿液样品的测定  73
  5.3 结论  73-74
  参考文献  74-78
结论  78-79
致谢  79-80
攻读学位期间已发表和待发表的相关学术论文题录  80-81

基于血红蛋白/壳聚糖膜的传感器的研究及应用

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