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基于二氧化锰纳米片的电化学生物传感器的研究

肖寒  
【摘要】: 在电化学生物传感器的研究中,生物分子的固定化是一个关键问题。如何在电极表面有效地固定生物分子无论对于研究蛋白质的性质,还是研制新型电化学生物传感器都具有非常重要的意义。 如果将纳米材料修饰在电极表面,基于其小尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性,能够增大电流响应,降低检测限,大大提高检测的灵敏度,可以用于微量样品的分析。本论文采用新型的纳米片材料固定血红素蛋白分子,制备生物传感器,并研究其电化学性质。论文包括以下内容: 1.采用新型的纳米材料MnO_2纳米片作为固定肌红蛋白(Mb)的载体,通过傅立叶红外(FTIR)和圆二色光谱(CD)检测发现,MnO_2纳米片固定后的Mb仍保持其原有的二级结构。利用MnO_2纳米片与Mb修饰玻碳电极,电化学测试表明,Mb在电极上实现了快速有效的直接电子转移。而对比实验发现,剥层前体层状MnO_2固定的Mb在电极上不能实现其直接电化学行为。MnO_2纳米片与Mb修饰的玻碳电极对底物H_2O_2、O_2和NaNO_2均有良好响应。此外,硫化物对Mb的催化活性有明显的抑制作用。电极具有良好的稳定性,放置14天以后,电极对H_2O_2的催化活性能保持91%。 2.采用MnO_2纳米片作为固定细胞色素c(Cyt c)的载体,FTIR检测发现,MnO_2纳米片固定后的Cyt c仍保持着其原有的二级结构。电化学测试结果表明MnO_2纳米片固定的Cyt c保持了对底物H_2O_2的催化特性。论文对Cyt c与MnO_2纳米片之间进行静电组装的可能性进行了研究。交流阻抗测试表明组装过程中各层Cyt c与MnO_2纳米片的量随着层数的增加均匀增长。


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