生物传感器作业第三次课件

基于Fe3O4纳米颗粒与壳聚糖/nafion复合膜的实用葡萄糖生物传感器ApracticalglucosebiosensorbasedonFe3O4nanoparticlesandchitosannafioncompositefilmBiosensorsandBioelectronics25(2009)889–895CompanyLogoContents摘要1

背景介绍2实验步骤3结果与讨论4CompanyLogo1、摘要实用的葡萄糖生物传感器通过融合本身具有过氧化酶活性的Fe3O4纳米颗粒与抗干扰能力的nafion膜来制备。GOD与Fe3O4混合后，通过戊二醛的壳聚糖溶液交联到Pt电极上，然后覆盖一层薄的nafion膜。这种传感器具有较高的灵敏度、较低的检测限以及很好的储藏稳定性。所绘制的曲线浓度从6×10−6M到2.2×10−3M均为线性的。被修饰的电极在检测葡萄糖的过程中实际上已经去除了干扰。另外，这种生物传感器被成功的应用于检测人体血清样品中葡萄糖的浓度。这种葡萄糖生物传感器的制备引起了广泛的兴趣，由于它在实用过程中步骤简单、条件能够最优化，这些方面具有很好的前景。3、实验步骤3.1Fe3O4纳米颗粒的制备（1）0.32M氯化铁和0.31M氯化亚铁混合在0.45M的盐酸溶液中后，溶解在血红蛋白的水溶液中。（2）混合后的溶液加入到250mL0.3M的氢氧化钠的溶液中，室温下施加有力的搅拌，保证氮气氛围，以去除氧气。（3）制备好的黑色Fe3O4胶体颗粒通过离心分离，然后用水洗3次。（4）得到的Fe3O4NPs重新分散在水中，并在室温下保存。Mikhaylovaetal.,2004;Veredaetal.,2007CompanyLogo3.2酶电极的制备（1）直径为1mm的铂电极首先在硝酸中煮沸8min，然后用二次蒸馏水洗涤。（2）10uLGOD水溶液与10uLFe3O4NPs水溶液加入到20uL戊二醛中形成混合物，然后在Pt电极上干燥。（3）400uLFe3O4NPs加到2mL壳聚糖溶液中（5mL烧杯中），然后铂电极浸入混合物中5min后在空气中干燥。（4）2mLNafion溶液滴涂到Pt/GOD/Fe3O4/Cs电极上。测量前，电极在4℃时储藏24h。CompanyLogo3、实验步骤4、结果与讨论-TEM的表征通过Fig1A中TEM照片的对照，表明，样品中含有大量的分散良好的纳米球状颗粒，颗粒的平均大小大约为20nm。Fig1B表明Fe3O4和GOD的混合物中颗粒也是良好分散的。4、结果与讨论-电极电化学行为的评价循环伏安表征：Fig1C中。a裸露的铂电极呈现可逆的循环伏安曲线。b覆盖壳聚糖的铂电极氧化峰与还原峰降低，原因是壳聚糖是有机覆盖物，它阻碍了电子在溶液与电极之间的传递。C嵌入Fe3O4和GOD的铂电极的电流响应明显提高了，表明Fe3O4NPs增强了酶电极上电子的传递。电化学阻抗谱：b覆盖壳聚糖的铂电极比a裸露的铂电极的阻抗高，同时C嵌入Fe3O4和GOD的铂电极较b覆盖壳聚糖的铂电极的阻抗要小，这充分说明了Fe3O4NPs修饰的电极降低了电极的阻抗、提高了电子转移的效率。4、结果与讨论-电子转移行为机理的讨论电极上的电子转移行为表示如下：讨论认为，Fe3O4NPs作为电子转移的中介体和人为的过氧化物，被其修饰的酶电极在电流响应和灵敏度方面都有所增强。4、结果与讨论-生物传感器的优化（1）酶载量影响电极的电流响应，在葡萄糖浓度不变，其它条件均不变时，提高酶的浓度，发现电流信号越来越高，当酶的浓度达到10u时，发现电流响应基本达到饱和，因此，接下来的实验所选酶的浓度均为10u。（2）因为固定的GOD的活性与pH有关，所以pH对生物传感器的行为有影响。在pH为7.2时电流响应最好，但是为了模拟人体血液的环境我们选择pH为6.8。工作电压选择0.4V。温度选择35℃。（3）通过对生物传感器的电流检测，发现，在52次连续检测后电流响应仍能维持原来的83%。另外，在一月之后再来检测，发现，电流响应为原来的84%。这表明Fe3O4NPs和nafion膜的使用增强了生物传感器的稳定性，并且保持了GOD的生物活性。（４）通过抗干扰的研究发现，修饰的电极在干扰物质的浓度很高时也能体现可信的电流信号，同时Ｎａｆｉｏｎ在这个过程中发挥了很重要的作用，它阻止了干扰物种的干扰。（５）用修饰电极对血清样品进行检测，并同时用AutomaticBiochemicalAnalyzer进行检测，发现这两种方法所得结果有较好的一致性，因此修饰电极对于医疗分析具有实用的应用前景。我的想法

文章来自《BiosensorsandBioelectronics》研究了制备GOD/Fe3O4/Cs/Nafion复合电极的新策略，新的葡萄糖生物传感器显示相对迅速的响应，高的灵敏度，宽的线性范围，低的检测限，良好的重现性和长期稳定性。它已经被成功的应用于