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脲酶LB膜场效应晶体管型和电容型生物传感器的研究

侯艳霞

  生物传感器是由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的新学科、新技术。由于生物传感器具有选择性好,分析速度快,操作简易和仪器价格低廉等优点,在临床医学、食品工业、环境监测、军事医学等领域得到了广泛的应用。脲酶生物传感器在临床医学和对于水中重金属离子含量的检测方面具有重要的应用。通常采用共价键法、交联法、包埋法等对脲酶在信号转换器表面进行固定。Langmuir-Blodgett膜具有与生物膜体系类似的环境并可对酶固载量进行精确控制,是制备具有生物功能的器件如生物传感器的理想工具。目前几乎没有关于脲酶/两亲性化合物混合LB膜、纯脲酶LB膜的文献报道。鉴于LB膜技术在制作生物传感器方面的优点以及脲酶生物传感器的研究现状,本论文制备并优化了脲酶/两亲性化合物混合LB膜和纯脲酶Langmuir膜的成膜条件;并采用LB膜技术将其转移到信号转换器表面,研究了其脲酶生物传感器的特性。主要研究内容如下:1.研究并得到了亚相中的脲酶在空气/水界面与两亲性化合物形成混合Langmuir膜及将Langmuir膜转移到各种基片表面的实验条件。脲酶浓度8mgL~(-1),亚相PH值5.5,酶与表面单分子膜的缔合时间2h,亚相的温度10℃,基片表面为憎水性。在这样的条件下,转移率在理想值范围内。FTIR显示在1648cm~(-1)和1538cm~(-1)有脲酶分子中缩氨酸的特征峰,表明脲酶分子已被成功转移到基底表面。2.用LB膜技术将脲酶/两亲性分子混合Langmuir膜转移到离子敏感场效应晶体管(ISFET)表面,制成了脲酶场效应晶体管生物传感器;采用离子敏感场效应管特性测定仪对它的性能进行了分析。当尿素浓度在0-20mM范围内,尿素浓度的对数与响应值之间呈线性关系。该脲酶传感器对尿素的检出下限为0.2mM,响应时间是15s。d\硕士学位论文@MASThR”S THESIS3.研究了亚相中眠酶在空气/水界面形成纯腺酶Langmu i r膜的适宜实验条件和膜的稳定性;测定了纯腺酶Langmu i r膜转移到亲水性和憎水性S i 0/S i基片表面的转移率。当P=20 InNm*,C惭e。辟=8。gL\ PH=6.5,T=20℃,W酶能够在空气/水界面形成稳定的Langmuir膜;可以将其成功地转移到具有憎水性表面的Sic。/St基片上得到层数为2的LB膜,且转移率较理想;4.采用LB膜技术制备了腺酶电容传感器,用电化学交流阻抗法对其性能进行了分析。当尿素浓度范围在0.1-6mM之间,响应值与尿素浓度的对数呈线性关系,该传感器对尿素的检测灵敏度为22 mV/PU阳。……   
[关键词]:脲酶;酶生物传感器;Langmuir-Blodgett膜;酶场效应晶体;酶电容传感器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中师范大学2002年
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