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苏州大学
硕士学位论文
一种基于葡萄糖氧化酶的新颖葡萄糖电化学传感器的研究
姓名:高盐生
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:狄俊伟
20071101
一种基于葡萄糖氧化酶的新颖葡萄糖电化学传感器的研究中文摘要葡萄糖氧化酶是一种重要的生物大分子,是一种葡萄糖的高效氧化催化酶,研究葡萄糖氧化酶的电化学现象在生命科学中具有重要的意义。本论文集自组装、纳米技术和溶胶一凝胶技术于一体,一步法同时有序地固定葡萄糖氧化酶和金溶胶于三维硅溶胶一凝胶网络结构中,实现了葡萄糖氧化酶在金电极表面上有效和稳定的直接电子转移。探讨了酶固定量、半胱胺酸量对循环伏安极峰电流的影响,并优化了电极制备的实验条件。固定于金电极表面的葡萄糖氧化酶在一~.的电位扫描范围的循环伏安图上有一对很好的氧化还原峰,阴阳峰电位之差为。估算可得到式量电位为疌//甮/电极表面直接电子转移的速率常数为ā=徊降实验结果显示,固定在疌//甮/电极表面的鼙3制涠云咸糖氧化的生物电催化活性,而且电催化活性很稳定,酶电极对葡萄糖检测的响应时间咝苑段觳庀尬旁氡凑匠痰玫紾//痵—疉缂ǖ腗—//痵—疉缂下放置旌蠖葡萄糖的响应仍保持原来的%。实验结果表明:疉疌/甮/电极显著增强了葡萄糖传感器的响应灵敏度和稳定性,明显缩短了传感器的响应时间,降低了传感器的工作电压,并具有抗干扰的特点。该方法制备电极简单易行、易于操作,并可用于其他生物氧化还原蛋白质和酶的固定。关键词:葡萄糖氧化酶、电化学传感器、直接电子转移作者:高盐生指导老师:狄俊伟ㄋ傥甋小于
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燮日氇盗空苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明.≥们’畖易.≥¨畖学位论文独创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责研究生签名:苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权苏州大学学位办办理。期:导师签名:任。日,
第一章言前酶生物传感器生物传感器传感器是能够感受规定的、被测量的、并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称。通常被测量是非电物理量,输出信号一般为电量。目前常用的传感器分为物理传感器和化学传感器。生物传感器是在化学传感器的基础上发展起来的,是电化学分析和生物技术研究最为活跃的领域之一。生物传感器是用生物活性材料浮⒌鞍字省、抗体、抗原、生物膜等胛理化学换能器有机结合的一门交叉学科。生物活性物质直接和待检测物质接触,具有分子识别能力,有的还能够放大反应信号。化学转换器则是换能器,它属于电化学或光学检测元件,它可以将生物识别事件转化为相应的电信号予以放大输出成为可检测的信号¨5北环治鑫镏刑匾煨缘拇馕镉敕肿邮侗鹪<岷虾螅洳母春衔铩光、热等就被信号转换器转变为电信号或光信号等,传送出来并经过显示处理,以进行分析监测圆。最初的生物传感器的设想是于年提出的,年和首次研制出生物传感器,目前,生物传感器在美国、欧洲和日本都拥有广阔的市场,其份额在逐年增长~。生物传感器具有灵敏度高、准确度高、选择性好、检测限低、价格低廉、稳定性好、能在复杂的体系中进行快速在线连续监测等特点。在世纪知识经济发展中,生物传感器技术必将是介于信息和生物技术之间的新增长点,在临床诊断、工业控制、食品和药物分析ㄉ镆┪镅芯靠7、农业和畜牧兽医、化学分析、军事、过程控制与检测、环境保护以及生物技术、生物芯片等研究中有着广泛的应用前景。生物传感器主要包括微生物传感器、酶生物传感器、免疫传感器等。酶生物传感器是生物传感器领域中研究最多最早的一种类型‘,酶是具有催化功一种基于葡萄糖氧化酶的新颖葡萄糖电化学传感器的研究第一章前言
能的生物大分子,具有高度的专一性。在反应过程中酶与底物形成了酶一底物复合物,此时酶的构象对底物分子显示识别能力,酶电极浸入被测溶液,待测底物进入酶层的内部并参与反应,大部分酶反应都会产生或消耗一种可被电极测定的物质,当反应达到稳态时,利用氧化还原酶电子转移的特性或反应前后底物或产物浓度的差异,通过换能器可检测产生的电流或