多孔硅生物化学表面修饰研究

【摘要】：本实验研究包括以下几个内容: 1.多孔硅电极制备及其检测抗坏血酸的研究 本实验通过电化学阳极氧化方法制备多孔硅,并用多孔硅作为研究电极对抗坏血酸进行检测。通过LK-2005型电化学工作站测定塔菲尔曲线、线性扫描曲线来进行分析电压,电流,pH与抗坏血酸浓度之间的关系。实验研究表明同一电压下电流随着抗坏血酸浓度的增大而增大。随着抗坏血酸浓度的增大,塔菲尔曲线整体往正电位方向平移。在抗坏血酸溶液浓度为1.0g/L条件下测得电流值随着pH的减小而逐渐增大,但不成良好线性关系。多孔硅电极表面修饰一层银与未修饰的多孔硅对同一浓度的抗坏血酸测量塔菲尔曲线比较,修饰后的电极在相同浓度和电位情况下电流明显的增大。 2.生物功能化的多孔硅对尿素溶液的检测研究 用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)对多孔硅表面进行处理,在780℃通入Ar气的条件下对其高温退火,使多孔硅表面形成大量的氨基基团,使其作为前躯体,通过共价键结合的方法,能够很好的固定生物分子,然后用尿素酶进行处理并对0.4×10~(-3)mol/L～8.0×10~(-3)mol/L范围内不同浓度的尿素溶液进行检测。经过研究发现生物功能化的多孔硅对尿素溶液具有良好的传感性和可重复检测性。 3.多孔硅复合酶电极对葡萄糖溶液传感的研究 多孔硅(PS)具有纳米级尺寸,大比表面积,生物兼容性的特点为固定生物分子提供了有利的条件。本文采用光电化学腐蚀的方法,制备出新鲜的多孔硅,并将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)共价结合到多孔硅表面实现其生物功能化。通过戊二醛(Gluta)交联的方式将葡萄糖氧化酶(GOD)固定到生物功能化多孔硅上,形成GOD-Gluta-APTS-PS复合结构并用作电化学测量的工作电极。铂金和饱和甘汞电极分别作辅助电极和参比电极。通过测量还原电流对数与电极电势的关系以及计时电流曲线,对10×10~(-6)—55×10~(-6) mol dm~(-3)浓度范围的葡萄糖水溶液进行测量分析,发现还原电流与葡萄糖溶液在在一范围内有线性响应关系。制成的多孔硅酶复合电极间隔5天重复使用1次,20天能保持性能基本不变。