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NADH及脱氢酶型电化学生物传感器的制备方法研究

花尔辉  
【摘要】:脱氢酶型电化学生物传感器是在辅酶的参与下,利用修饰在电极表面的脱氢酶检测目标分子的一种电化学装置。脱氢酶反应在维持生命正常运转、细胞新陈代谢等方面具有重要意义。将传感器的快速、便携和低成本的特性与脱氢酶反应的高特异性相结合,制备脱氢酶型电化学生物传感器用于检测疾病相关的目标分子,对于满足临床对疾病快速诊断的需求具有重要价值。本论文围绕目前脱氢酶型电化学生物传感器研究中存在的关键问题开展了相关的研究。具体内容分为以下两部分: (1)构建了基于MDB/GMC/CS纳米复合物,采用一步滴涂法制备电化学传感器,用于NADH的高灵敏、高特异检测。利用GMC对MDB的强吸附特性,将MDB固载于GMC表面;利用CS的多聚阳离子特性和良好的成膜性,将MDB/GMC复合物分散后滴涂于电极表面,制备MDB/GMC/CS纳米复合膜;考察了修饰电极对NADH的电催化特性;在电活性分子(抗坏血酸、尿酸、多巴胺等)和金属离子(钾离子、钠离子、钙离子、镁离子)存在下,修饰电极对NADH分析的特异性;在优化电位下修饰电极对NADH表现出高的灵敏度(10.36nA/μM),快速响应(5s)和低的检测限(0.186μM)及长期稳定性。 (2)构建了MDB/GMC/ADH/NAD+/CS纳米生物复合物,用于一步滴涂法制备乙醇电化学传感器。将上述研究制备的MDB/GMC/CS纳米复合物与乙醇脱氢酶(ADH)和氧化型辅酶(NAD+)共混后,一步滴涂法修饰于电极表面,制备无试剂的一次性乙醇电化学生物传感器;利用CS良好的成膜性和生物形容性,将ADH稳定地固定于电极表面;考察了传感器对乙醇的电化学响应;在优化了修饰酶浓度和电化学检测条件后,乙醇传感器表现出高的灵敏度(67.28nA/mM)、宽的线性范围(0.5-15mM)、低的检测限(80μM)、良好的稳定性(40天)和重现性(批内、批间差异RSD5%);分析了电子介体MDB在不同的酸碱环境下的稳定性;利用制备好的一次性乙醇传感器分析了全血标本,回收率在97.2%到106%,表现出良好的分析精度。 综上所述,本研究以乙醇脱氢酶为例,通过合理的设计和构建纳米生物复合物,采用一步滴涂法制备乙醇生物传感器,开发了一种快速、简单的脱氢酶型电化学生物传感器的制备方法,有效降低了因电极修饰步骤繁多而造成的较大批内、批间差异,提高了传感器检测的精密度和稳定性。更重要的是本研究建立的脱氢酶型电化学生物传感器制备方法具有一定的普适性,能衍生出一系列的脱氢酶型电化学生物传感器,为临床诊断提供一种快速、即时的检测手段。


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