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电化学生物传感器和电化学发光生物传感器的研究 堂盛r，漆红兰 (陕西师范大学化学与材料科学学院，话安，710062) 电化学生物传感器是将特异性分子识别物质如酶、抗体或单链DNA作为分子识别元 件固定在信号转换器上组成，电化学信号为检测信号的分析器件。电化学生物传感器以 其选择性好、灵敏度高、分析速度快、操作简便、可实现在线活体分析等特点，在电化 学分析的研究中起着越来越重要的地位。电化学发光分析是对电极施加一定的电压进行 电化学反应，反应的产物之间或反应的产物与体系中的某种组分发生化学反应，产生激 发态物质，激发态物质回到基态时产生发光，根据发光光谱和强度对物质进行痕量分析 的一种方法。该法具有灵敏度高、线性范围宽、过程控制性强、选择性和仪器简单等优 点；。近年来，将纳米材料引入分析化学研究中，已成为分析化学的一个研究熟点，已取 得许多创新性研究成果。碳纳米管因其良好的导电性、比表面积大、表面反应活性高等 特性．受到电化学研究工作者的广泛关注。金纳米因其良好的光学性能和电化学性能’ 在光学研究和电化学研究中也受到人们的关注。本课题组成功进行了一系列电化学生物 传感器和电化学发光分析新方法及传感器的研究。 1．电化学生物传感器的研究 完成了40多种锇、钌、铑．联吡啶、啉啡罗啉配合物的台成和电催化性能的研究；完 成了毛细进样式一次性葡萄糖生物传感器：流通式电化学葡萄糖生物传感器；预氧化电 流型碳糊葡萄糖传感器；和双电极低电压的葡萄糖生物传感器的研究。 2．纳米组装电化学生物传感嚣的研究 利用碳纳米管修饰电极建立了钡Ⅱ定的核黄素，对苯二酚和邻苯二酚的高灵敏度检测 电化学分析方法，核黄素的浓度在1×106一l×104mol／L范围内与电流成良好的线性关系， 检出限为3．2X 的线性关系，检出限为1．2×lo-7mol／L。邻苯二酚的浓度在2×1矿7—2×10-4mol／1．,范围内 104 与电流成良好的线性关系，检出限为9．2x mol／L。同时我们发现在碳纳米管修饰电极 上对苯二酚和邻苯二酚的氧化峰分开104mV，基于此，建立了同时测定对苯二酚(HQ) mol／L．1 和邻苯=酚的电化学分析方法。在邻苯二酚存在的条件下，对苯二酚在1×lff6 X104mol／L之间与电流成良好的线性：。 完成了血红蛋白，甲胺脱氢酶，甲醇脱氨酶，葡萄糖氧化酶，辣根过氧化物酶在纳 米金和纳米碳管上直接电化学的研究，研究了蛋白在纳米修饰电极上的电化学行为，并 对蛋白的生物活性进行了测定，分别测定了各自的底物。制备和研究了四种传感器，(1) 基于血红蛋白直接电子转移的过氧化氢传感器，过氧化氢的浓度在6．O×10～mol／L～2．0 ×1酽mol／L之间与电流呈良好的线性关系，检出限为1．20×106mol／L。将传感器该法用 于眼药水中过氧化氢的测定，结果满意：(2)基于HRP直接电子转移的一次性过氧化氢 生物传感器；(3)基于HRP的直接电子转移的葡萄糖取酶传感器。该传感器对葡萄糖响 ‘嗣家自然科学基金瓷劝项目( 应的线性范围，线性范围为0～15mmolL．1，检出限为0．4mmol／L。固定葡萄糖溶液浓度 为5mmoYL，当抗坏血酸浓度低于3mmol／L，尿酸浓度低于2mmol／L时其在电极上不产 生干扰。(4)基于固定电子介体、酶和预氧化物质为一体的纳米碳管组装预氧化电流型 碳糊葡萄糖传感器。 研究了碳纳米管碳糊电极上碱基的电化学行为，发现五种碱基均可在纳米碳管碳糊 电极上出现一不可逆的氧化峰，而且DNA中四种碱基的氧化峰可明显分开，同时建立了 同时测定鸟嘌呤和腺嘌岭，鸟嘌呤和胸腺嘧啶的电化学分析方法；以聚吡咯包埋法将 SS．DNA固定在碳纳米管碳糊电极上，与CS．DNA杂交后，以EB为电化学杂交指示剂， 进行DNA序列的检测，其灵敏度可达1 0-10Inol／L。同时我们将负载大量银纳米的碳纳米 管作为电活性物质标记DNA，利用银的电化学信号，进行互补DNA的检测，检出限为 10。”mol／L。 3．电化学发光分析新方法的研究 结合电化学发光和流动注射技术成功完成了流动注射电化学发光分析法的研究，提 出的了电化学溶出