辣根过氧化物酶直接电化学传感器检测过氧化物的研究

该文以高比表面积的泡沫镍电极(Ni foam)为基础,通过电沉积碳纳米管(CNTs)制备了CNTs/Ni foam。然后在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,通过一步法电沉积纳米金(AuNPs)将辣根过氧化物酶(HRP)固定到电极表面,制备了HRP-AuNPs/CNTs/Ni foam直接电化学酶传感器。并采用SEM、能谱(EDS)和电化学方法对该电极进行了表征,优化了测试电位和pH值,将该传感器对过氧化氢及2种有机过氧化物进行了检测。结果表明,该传感器性能良好,对过氧化氢、过氧化氢异丙苯、2-过氧化丁酮具有良好的催化检测性能,其检出限分别为1.2×10~(-7)、4.5×10~(-7)、2.5×10~(-7) mol/L。     

碳纳米管电极上辣根过氧化物酶的直接电化学

制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC).将辣根过氧化物酶(HRP)固定在CNT/GC电极表面,形成HRP-CNT/GC电极.研究了HRP的直接电子转移.实验结果表明,HRP在CNT/GC电极表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应,其循环伏安曲线上表现出一对良好的、几乎对称的氧化还原峰;式量电位E^0'几乎不随扫速(至少在20～100 mV/s的扫速范围内)而变化,其平均值为(-0.319±0.002) V (vs. SCE, pH 6.9); HRP在CNT/GC电极表面直接电子转移的速率常数为(2.07±0.56) s^-1;式量电位E^0'与溶液pH 的关系表明HRP的直接电化学是(1e+1H⁺)的电极过程.进一步的实验结果显示,固定在CNT/GC电极表面的HRP能保持其对H₂O₂还原的生物电催化活性,而且能快速地响应H₂O₂浓度的变化.本文制备碳纳米管修饰电极和固定酶的方法具有简单和易于操作等优点,可用于获得其它生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移.     

固定化辣根过氧化物酶和硫堇的过氧化物传感器

利用卡拉胶水凝胶将辣根过氧化物酶和硫堇同时固定在玻碳电极表面,制备以硫堇为媒介体的过氧化物电化学传感器.包埋在卡拉胶水凝胶中的硫堇在pH=7.0的磷酸缓冲溶液中出现了1对氧化还原峰,氧化峰电位和还原峰电位分别在-0.176和-0.264 V,电位差为88 mV,电流比近似为1,说明硫堇在电极表面发生准可逆的电化学反应.硫堇能作为辣根过氧化物酶催化还原过氧化物中的电子媒介体,加速催化还原过程中的电子传递,减少了催化还原过程中的其它氧化物的干扰.传感器检测过氧化物(过氧化氢、异丙苯基过氧化氢、过氧化丁酮、叔丁基过氧化氢)具有较快的响应时间和良好的灵敏度、重现性、稳定性及较长的使用寿命.     

聚邻苯二胺膜电极中辣根过氧化物酶的电子传递

利用酸的电化学固定法制备含辣根过氧化物酶的聚邻苯二胺膜电极，研究其伏安行为及对Ｈ２Ｏ２还原的生物电催化作用，结果表明，在所述生物电催化反应中酶与聚合物基质 直接电子传递，但对新制的酶电极而言，电聚合时生成并包埋在酶膜中的寡聚体可作为电子传递体加速氧化态酶的再生，根据酶电极电流响应实验曲线的拟合，发现经态酶的再生速度随是极电位的变化表观上符合Ｔａｆｅｌ关系式，提出了酶反应学参数的测定方法。     

基于聚亚甲基蓝-碳纳米管复合膜固载血红蛋白的H2O2生物传感器

采用吸附和电化学聚合修饰方法,制得了聚亚甲基蓝-碳纳米管聚合膜玻碳电极(PMB-MWNTs/GCE),再将血红蛋白(Hb)固定在PMB-MwNTs/GCE表面,制备了稳定的Hb/PMB-MwNTs//GCE的H2O2生物传感器,并用循环伏安法对修饰电极的生物电催化行为进行了表征.研究结果表明,固定在PMB-MWNTs/...     

辣根过氧化物酶/多壁碳纳米管修饰铂电极生物传感器用于过氧化氢的循环伏安测定

将1mg多壁碳纳米管(MWCNT's)分散在5mL的0.5g·L~(-1)壳聚糖溶液中后,滴涂在铂电极表面,制得多壁碳纳米管修饰电极。将上述修饰电极在辣根过氧化物酶(HRP)溶液中浸泡8h,在MWCNT's修饰电极表面静电吸附辣根过氧化物酶,制成过氧化氢生物传感器,用于过氧化氢的测定。试验结果表明:在pH 6.0的磷酸盐缓冲溶液中,HRP/MWCNT's修饰电极对过氧化氢具有明显的电催化还原作用,过氧化氢的浓度在3.5×10~(-5)～9.0×10~(-3)mol·L~(-1)范围内与其还原峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为2.4×10~(-5)mol·L~(-1)。用标准加入法作回收试验,回收率在96.0%～101.8%之间。     

纳米金固定辣根过氧化物酶的碳纳米管修饰第3代过氧化氢传感器的研究

将纳米金吸附辣根过氧化物酶（HRP）固定在多壁碳纳米管（MWNT）修饰的铂（Pt）电极上,利用MWNT对HRP的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力制备了第3代H2O2生物传感器。实验结果表明,HRP在MWNT／Pt电极表面能进行有效和稳定的直接电子转移,HRP保持了其对H2O2还原的生物电催化活性,而且能快速（3S）地响应H2O2浓度的变化。HRP在修饰电极上的表观吸附量（Tr）为7．3×10^-10mol／cm^2,异相电子转移常数（Ks）为1．23s^-1。该传感器在-300mV时对H2O2响应的线性范瑚为1×10^-5～1×10^-3 mol／L（r=0．9968,n=4）。     

电聚合茜素黄R构建辣根过氧化物酶传感器的研究

利用电聚合茜素黄R(AYR)的方法,将辣根过氧化物酶(HRP)和细胞色素c(Cyt c)固载于通过一步法电沉积的碳纳米管-金纳米粒子(MWCNTsAu NPs)复合纳米材料修饰电极表面,构筑PAYR-HRP-Cyt c/M WCNTs-Au NPs修饰电极,并利用HRP对H2O2的直接电化学催化行为对H2O2进行检测。采用扫描电镜对MWCNTs-Au NPs和PAYR-HRP-Cyt c的表面形貌进行表征。利用电化学阻抗对修饰电极的构筑过程进行了监测。采用循环伏安法和计时电流法对修饰电极的电化学行为进行了研究。探讨了p H和电位对该修饰电极测定H2O2的性能的影响。该传感器对H2O2在5.0×10-7~3.14×10-3mol/L范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.9997,灵敏度为0.50 A·L/mol,检出限(S/N=3)为9.6×10-8mol/L。     

一步电沉积法构建辣根过氧化物酶传感器

在恒电位沉积钴铝水滑石(CoAl-LDH)时将辣根过氧化物酶(HRP)和碳纳米管(CNTs)固定于基底电极表面,构建CoAl-LDH-HRP-CNTs修饰电极并用于过氧化氢的检测。 利用SEM对电化学沉积的CoAl-LDH-HRP-CNTs的形貌进行了表征。 采用电化学阻抗对所制备的电极进行了表征。 用循环伏安法对电极的电化学行为进行了研究。 探讨了pH值和测定电位对修饰电极的催化还原性能的影响。 该传感器对过氧化氢的检测在2.5×10^-6~3.35×10^-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,灵敏度为0.0049 A·L/mol。     

固定化辣根过氧化物酶在有机/水混合溶液中的电化学

用魔芋多糖(KGM)将辣根过氧化物酶(HRP)固定在玻碳电极(GCE)表面, 制备了HRP-KGM膜修饰电极. 在乙醇等亲水性有机溶剂与水的混合溶液中, 包埋在KGM中的HRP 可以与电极发生直接电子传递, 且能催化还原过氧化氢、氢过氧化异丙基苯、氢过氧化叔丁基、过氧化丁酮等过氧化物. HRP-KGM膜修饰电极具有较好的稳定性和重现性, 可用于这些物质的定量检测.     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/L-半胱氨酸/聚邻氨基苯甲酸膜修饰的过氧化氢生物传感器

描述了测定过氧化氢的第三代电流型生物传感器。为了制备生物传感器，邻氨基苯甲酸（oABA）被电聚合到铂电极的表面形成具有抗干扰能力的静电排斥层。辣根过氧化物酶（HRP）通过纳米金（Nano-Au）的吸附固定到修饰了聚邻氨基苯甲酸及L-半胱氨酸的电极上。过氧化氢的测量是在相对于饱和甘汞电极的＋20 mV处进行的。修饰好的电极具有快速的响应，优秀的再现性和灵敏度，宽的线性范围和低的干扰水平等特点。我们研究了温度和pH对电极响应的影响及传感器的稳定性。在优化的条件下，传感器对过氧化氢的线性范围是2.99×10^-6到3.55×10^-3 mol/L，灵敏度和检测下限分别为0.0177 A•L^－1•mol^－1和4.3×10-7 mol/L（S/N＝3）。传感器不到10 s就可以达到响应的95％。     

磁性纳米粒子固定辣根过氧化物酶的生物传感器

利用FeSO4与FeCl3合成了磁性Fe3O4纳米粒子,并进一步利用3-氨丙基-3-乙氧基硅烷(APS)和戊二醛溶液将辣根过氧化物酶共价固定于该磁性纳米粒子表面,研究了该磁性颗粒的磁学性能,通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制成了酶修饰电极。考察了该传感器对H2O2的电化学响应。该生物传感器可对H2O2进行测定,线性范围为1.2×10-7~8.3×10-5mol/L;检出限为4.5×10-8mol/L。利用磁性纳米粒子所制得的酶修饰电极具有催化性能高、稳定性好、造价低和修饰层易更新等优点,有望得到更多的实际应用。     

基于明胶-碳纳米管的辣根过氧化物酶修饰电极在离子液体中的直接电化学

制备了明胶(Gel)-多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合物,将其修饰在玻碳电极表面,再吸附辣根过氧化物酶(HRP),制得明胶-多壁碳纳米管-辣根过氧化物酶修饰电极(Gel-MWCNTs-HRP/GCE).该修饰电极在PBS中的循环伏安图上出现了一对峰形良好、几乎对称的氧化还原峰,式量电位为-0.356 V(vs.SCE),表明包埋在Gel-MWCNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递.当扫速在20 ～ 180 mV/s时,氧化峰电流(Ipa)与还原峰电流(Ipc)均与扫速成正比,表明电极过程是受电子传递速率控制的表面传质过程.运用循环伏安法研究了修饰电极的电化学特性,探讨了工作电位、pH值、干扰物质等对修饰电极的影响.实验结果表明,HRP在修饰电极表面能有效和稳定地进行直接电子转移,并保持了其对过氧化氢(H2O2)的生物催化活性.进一步研究发现,在含有亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([BMIM]BF4)的溶液中,修饰电极对H2O2显示出更灵敏的催化活性,其线性范围为2.0×10-7～0.13 mol/L,检出限(S/N =3)为2.3×10-8 mol/L.该电极具有灵敏度高、重现性及稳定性好、使用寿命较长等优点,同时还显示了较好的抗干扰能力.     

辣根过氧化物酶生物传感器的制备及其应用于过氧化氢的测定

通过将碳纳米管及二氧化钛复合材料(CNT-TiO2)修饰于金电极表面,并借其对辣根过氧化物酶的静电吸附和对羧酸基的高反应特性,使辣根过氧化物酶(HRP)固定在CNT-TiO2表面,制成了辣根过氧化物酶生物传感器(HRP-CNT-TiO2)。对此修饰电极在磷酸盐缓冲介质(pH7.2)中的电催化性质及其电催化反应的最佳条件作了研究。试验结果表明,此电极对过氧化氢有很好的电催化特性,且发现当过氧化氢的浓度在4.2×10-7~3.2×10-4mol.L-1之间与ΔI之间呈线性关系,检出限(S/N=3)为7.2×10-8mol.L-1。为试验方法的精密度,对过氧化氢的浓度水平为5×10-5mol.L-1的条件下进行了8次测定,结果的RSD值为4.5%。     

氧化锆/聚亚甲基蓝修饰电极检测CaMV35S启动子基因

制备了基于氧化锆(ZrO_2)/聚亚甲基蓝(PMB)修饰电极的无标记DNA传感器,用于转基因植物CaMV35S启动子基因的检测。探针DNA(ssDNA)通过ZrO_2和DNA的磷酸基的相互作用修饰到电极表面,以PMB氧化峰的示差脉冲伏安响应为检测信号,传感器和完全互补的DNA片段杂交后,PMB的氧化峰电流明显降低,当和完全不匹配的DNA片段杂交时,峰电流无明显变化。对于完全互补的DNA片段,在2.0×10~(-12)~2.0×10~(-8) mol/L浓度范围内峰电流的变化值和浓度的对数成良好的线性关系,检测限为4.1×10~(-13) mol/L(S/N=3)。所制备的传感器具有良好的稳定性、再生性和重现性,用于样品检测,结果令人满意。     

明胶固定辣根过氧化物酶制备H_2O_2传感器

用明胶将辣根过氧化物酶(HRP)固定于多壁碳纳米管(MWNT)和茜素红(AR)修饰的玻碳(GC)电极上,制成HRP生物传感器(HRP/AR/MWNT/GC),然后在3%戊二醛(GA)中进行交联改性,以克服明胶膜易溶胀的缺点,并提高膜的稳定性.同时详细探讨了该传感器对H2O2的响应性能,并优化了实验条件.结果表明,该传感器对H2O2的线性响应范围为5.0×10-6～1.0×10-3mol/L,线性相关系数为0.9932,检出限为1.0×10-7mol/L,且放于4℃环境30d后,峰电流值约为原来的72.1%.该传感器响应快速,灵敏度高,且具有良好的重现性、稳定性及较长的使用寿命,具有潜在的应用价值.     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮固定辣根过氧化物酶的过氧化氢生物传感器

用一种新型的壳聚糖(CS)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合膜在玻碳电极(GCE)上固定辣根过氧化物酶(HRP)。以乙二醛作交联剂,二茂铁(Fc)作媒介体,制备过氧化氢生物传感器。红外光谱表明:CS与PVP交联形成了一种新的高聚物,实验结果证明该聚合物适合辣根过氧化物酶的固定。该传感器对于H2O2的电流响应在5 s内即可达到最大,线性范围为6.0×10-6~1.7×10-4mol/L;检出限为2.5×10-6mol/L。该传感器的检测灵敏度为62.5μA/mmol/L。