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一次性电化学生物传感器的研究

高强

  本论文由综述、毛细采样一次性葡萄糖生物传感器的研究和印制葡萄糖生物传感器在流动注射分析中应用的研究三部分组成。论文综述部分对生物传感器的历史作了简单介绍;对生物传感器的基本原理、组成、分类、生物分子识别物质的种类及固定化技术、电子介体等作了详细阐述;对生物传感器研究的一些新进展及生物传感器在临床医学、食品工业、环境检测、军事领域和流动注射中的应用作了综述,特别对一次性生物传感器进行了专门介绍,引用文献227篇。第二部分对毛细采样葡萄糖生物传感器进行了详细地研究。该项研究目的在于研制出一种能批量生产、适合于临床监测的微量一次性葡萄糖生物传感器。本研究设计的电化学生物传感器的基础电极为印制电极,采用两电极系统,其中碳电极为工作电极,银/氯化银电极为参比电极。将含有葡萄糖氧化酶、锇配合物电子介体、磷酸盐和氯化钾的可溶性酶-介体层固定在电极基体上,然后用一片玻璃盖于电极基体上组成一个体积不超过 10μl的小电解池。通过毛细作用进行采样,当样品进入超簿层电解池时,固定在电极基体上可溶性酶.介体层迅速溶解并扩散至整个电解池。然后给体系施加线性变电位循环扫描,电位范围0.20-0.60 V,于0.55 V(vs.Ag/AgCl)记录催化电流。在优化的实验条件下,葡萄糖的线性范围为1-15 mM,检出限为0.5 mM。批内RSD%= 4.6%(n=11)。该传感器在4℃条件下表现出良好的稳定性,一个月内传感器响应基本保持恒定。本研究设计的传感器具有如下特点。(1)山于使用了具有较高均相电子转移速率的饿配合物作为电子介体,因而保证了在酶和电子介体使用量较少的条件下,传感器仍具有较高灵敏度。(2)采用条形电极设计和可溶性酶-介体层,使传感器的结构及制作更加简单。(3)传感器利用毛细作用进样,故采样量少,操作简单,适合于糖尿病人的血糖自我监测。第三部分对印制生物传感器在流动注射分析中的应用进行了详细研究,目的在于扩展印制生物传感器的应用范围。本研究依据印制生物传感器的平面型结构及价格低廉的特点,设计了一种生物传感器易于更换的电化学流通池。印制葡萄糖生物传感器是以乙酸纤维素膜作为内膜,通过交联法固定葡萄糖氧化酶和介体于印制电极上而制得的。将在优化条件下制作的生物传感器插入电化学流通池,以 1ml min-1的流速通入的磷酸盐缓冲液(pH 7.4) 工作电极的电位为0.50 V(vs.Ag/AgCl),待基线稳定后,注入50 μl葡萄糖标准溶液,记录电流信号。葡萄糖线性范围为 0.110mM,检出限为 0.03mM。在每小时注样40次的频率下,连续注射 100次,信号保持恒定。本研究设计的流动注射体系具有如下特点。第一,电化学流通池结构简单,易于操作,死体积小。第二,印制生物传感器易于更换,不但避兔了电极污染问题,还可通过使用不同的酶生物传感器实现对不同物质的在线检测,因而此体系在复杂样品分析方面具有一定实用性。第三,体系的灵敏度与流速有关,可通过调节流速的方式改变体系灵敏度和线性范围,扩展了生物传感器的测量范围。所以,此体系很有可能应用于临床检验和发酵工业中的葡萄糖在线检测。本论文所研制的毛细采样葡萄糖生物传感器和可更换葡萄糖生物传感器电化学流通池在生物传感器和流通池设计方面有一定的创新。传感器具有较高灵敏度,具有潜在的应用前景。……   
[关键词]:生物传感器;印制电极;饿配合物;葡萄糖;葡萄糖氧化酶;毛细采样;流动注射分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:陕西师范大学2000年
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