溶胶-凝胶生物传感器

评述了溶胶－凝胶生物传感器这个领域已取得的成果,主要内容涉及溶胶－凝胶固定化方法的过程,优点与性质,溶胶－凝胶光学生物传感器和安培生物传感器的发展,并展望了其发展趋势。     

基于ZnO溶胶-凝胶固定的酪氨酸酶传感器的研制

通过使用带正电荷的ZnO溶胶-凝胶在玻碳电极表面固定酶,研制了一种简单有效的酪氨酸酶传感器。结果表明,ZnO溶胶-凝胶的等电点为酪氨酸酶的固定提供了有利的微环境,酪氨酸酶能很好地保持其生物活性。所研制的传感器达到95%稳定状态电流的时间在10 s以内。酚类化合物可通过酶催化产生的醌在-200 mV(对饱和甘汞电极)直接还原而测定,传感器对苯酚测定的灵敏度为168μA.mmol-1.L-1,线性范围为1.5×10-7~4.0×10-5mol.L-1,检出限为8.0×10-8mol.L-1。该传感器使用二周后活性仍保持原有活性的75%。     

二茂铁衍生物电子传递剂键合的溶胶-凝胶葡萄糖生物传感器

The sol-gel derived glucose biosensor was developed, and the sol-gel membrane was organically modified by N-（3-triethoxysilylpropyl）-ferrocenylmethylamine （FcSi） as sol-gel precursor to make electrochemical biosensor. The structure of biosensor was sol-gel/FcSi＋GOx/GC type （glucose oxidase, GOx）. The ferrocene mediator was chemically immobilized to the silane network, and GOx was entrapped to the sol-gel glass network. Therefore, these structures prevented mediator leakage and retained the enzyme activity. Additionally, pH of electrolyte, temperature effects, and interference of positive substances with biosensor were investigated. And the electrochemical performance of biosensor was studied by amperometry. The results indicated that the linear range, detection limit. and response slope of biosensor was 2.00×10^-4-1.57×10^-3 mol·L^-1, 2.0×10^-4 mol·L^-1 and 5.06×10^5 nA·mol^- 1·L, respectively.     

溶胶凝胶技术在生物传感器中的应用

溶胶凝胶过程以基纯度高,均匀性强,处理温度低,反应条件易于控制等优点,已被成功地用以生物组分的固体上。溶胶凝胶技术作为一种颇具前任的固化方法,为生物传感器的制作和发展提供了更多的机会和条件,本文就近几年间溶胶凝胶技术在生物传感器中的开发应用状况进行了综述。     

溶胶-凝胶血红蛋白电化学传感器的研制

运用溶胶-凝胶技术将血红蛋白(Hb)固载于玻碳电极(GC)表面,制得Hb/Sol-Gel/GC修饰电极,找出了制备Hb/Sol-Gel/GC修饰电极的最佳实验条件,建立了一种测定过氧化氢的新的、灵敏的方法.同时对该电极与过氧化氢的作用机理进行了探讨.     

掺杂纳米普鲁士蓝溶胶-凝胶修饰葡萄糖生物传感器

采用溶胶-凝胶法制备了纳米普鲁士蓝微粒,将含纳米普鲁士蓝微粒的TiO2溶胶-凝胶固定在玻碳电极表面得到纳米普鲁士蓝修饰电极,该电极对H2O2产生灵敏的响应,线性范围为0．5～400μmoL／L,较常规普鲁士蓝修饰电极(线性范围为25～500μmol／L)灵敏。电极表面再用溶胶．凝胶法固定葡萄糖氧化酶后构建了葡萄糖生物传感器,响应范围0～20mmoL／L,葡萄糖氧化酶表观米氏常数为8．04mmoL／L。实验表明,该法适合于批量制作高灵敏和高重现性的生物传感器。     

三氧化二铝溶胶-凝胶固定过氧化氢生物传感器

三氧化二铝溶胶凝胶将辣根过氧化物酶和硫堇同时固定在玻碳电极上,紫外-可见光谱结果表明酶在固定过程中生物活性保持得较好.传感器在pH 7.0外加电压为-0.22 V条件下,对过氧化氢浓度为1.76×10-3～5.5×10-2 mol/L的范围内呈线性响应,检出限为1.1×10-4 mol/L.传感器的选择性和稳定性较好,使用3个星期后,仍能保持其初始活性的80%.     

基于碳纳米管体修饰的溶胶-凝胶葡萄糖生物传感器

采用多壁碳纳米管(MWNTs)体修饰石墨作为裸电极,结合正硅酸乙酯与聚乙二醇溶胶凝胶法包埋葡萄糖氧化酶制成直接电子传递型葡萄糖生物传感器。实验结果表明,当V(水):V(正硅酸乙酯):V(聚乙二醇)=1:3:6,V(凝胶):V(酶溶液)=2:1,在1mL聚乙二醇中加入6mg的MWNTs,溶胶老化时间为60h时,所制得的传感器在葡萄糖浓度为5.0×10-4～5.0×10-2mol/L范围内呈线性关系j(μA/cm-2)=0.9454c(mmol/L)+43.986,线性相关系数为0.9849,检出限为1×10-6mol/L。     

溶胶-凝胶技术在电化学和生物传感器制备中的应用近况

对溶胶-凝胶技术在制备电化学和生物传感器中的应用近况(涉及年份主要在1992-2006年间)作了评述,内容主要集中在应用此技术包埋某些电化学活性物质或生物化学活性分子于其中而制备相关传感器的方法及其原理,在制备传感器过程中的影响因素以及此类传感器的分析应用。此外,对其发展趋势也作了简单的讨论(引用参考文献51篇)。     

溶胶-凝胶硫离子传感器的研制及应用

报道了溶胶 凝胶硫离子传感器的制备方法及其在硫离子检测中的应用。采用循环伏安法(CV)对传感器修饰过程进行了表征,对其电化学过程的可行性及其响应机理进行了探讨。传感器在6.0×10-7～1.0mol L范围内符合Nernst方程式,线性相关系数r=0.9991,方法的检出限为2.0×10-7mol L。于4℃干态保存4周,响应信号基本不变,已用于环境水样的分析。     

Application of a Thiadiazole-derivative in a Tyrosinase-based Amperometric Biosensor for Epinephrine Detection

Enzyme-based amperometric biosensors are proving to be important analytical tools in several fields such as food, environmental and, in recent years, the biomedical one. This work describes the use of 4,7-bis(5-(pyridin-2-yl)thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (TBT) in the development of a tyrosinase-based biosensor for epinephrine detection. The modifying agent was obtained as a film by electrochemical oxidation of TBT on a gold disk electrode. Electrochemical characterization and scanning electrode microscopy (SEM) images suggest the formation of a conducting film on the electrode surface. Tyrosinase from mushroom was then immobilized by a mixed technique of adsorption and cross-linking. Glutaraldehyde was used as a coupling agent. The obtained device shows a very good linear response (0.1–50 μM) with a LoD value of 0.06 μM and a LoQ of 0.09 μM. Moreover, good selectivity towards some typical interferents (namely, ascorbic acid, tryptophan, uric acid and L-cysteine) and satisfactory recoveries have been observed.     

酪氨酸酶电流传感器测定低浓度氰化物抑制剂的研究

用预活化聚酰胺膜固定酪氨酸酶,制得性能良好的酪氨酸酶生物传感器,以此测定CN^-抑制剂的含量。在磷酸盐缓冲溶液中,以苯酚作底物,浓度范围为5×10^-6～4×10^-5mol/L,当苯酚浓度一定时,还原电流(-0.200V,vs,SCE)的下降值与CN^-浓度的平方根成线性关系,检测范围为5×10^-7～2×10^-4mol/L,有良好的选择性和重现性。     

AuNPs/Sol-gel复合膜法固定乙酰胆碱酯酶生物传感器检测有机磷农药

基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)的抑制作用,用金纳米粒子(Au nanoparticles,AuNPs)与壳聚糖/SiO2杂化溶胶-凝胶构成复合固酶基质,将AChE固定于玻碳电极表面,制备了电流型AChE生物传感器选用久效磷进行实验,以氯化硫代乙酰胆碱为底物,建立了电化...     

基于Sol-gel膜和多壁碳纳米管/铂纳米颗粒增效的电流型L-乳酸生物传感器

构建了基于多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)和铂纳米颗粒(Pt-nano)的电流型L-乳酸生物传感器。将Sol-gel膜覆盖在L-乳酸氧化酶(L-lactate oxidase,LOD)和MWCNTs/Pt-nano修饰的电极表面。实验结果表明:传感器的最佳工作条件为:检测电压0.5V;缓冲液pH6.4;检测温度25℃。此传感器的响应时间为5s,灵敏度是6.36μA/(mmol/L)。连续检测4星期其活性仍保持90%,线性范围为0.2～2.0mmol/L,且抗干扰能力强。在实际血样的检测中,此传感器与传统的分光光度法具有很好的一致性。     

氧化铝/聚乙二醇溶胶凝胶对酪氨酸酶的固定及应用研究

氧化铝/聚乙二醇(Al2O3/PEG)溶胶凝胶复合材料对酪氨酸酶具有较好的生物相容性和较高的稳定性。将生物酶固定于其中制备成的生物传感器具有良好的反应活性。实验证明这种生物传感器具有好的稳定性和灵敏度高的特点。     

Hemoglobin‐Titanate Composite Based Biosensor for the Amperometric Determination of Hydrogen Peroxide in Acidic Medium

A hemoglobin‐titanate composite based biosensor was chosen for determination of H₂O₂ in an acidic medium. CV results of the Hb‐titanate modified pyrolytic graphite electrode showed a pair of well‐defined, quasi‐reversible redox peaks centered at ?246 mV (vs. Ag/AgCl) in a pH 5.0 HAc‐NaAc buffer solution. The modified electrode exhibited good electrocatalytic response for monitoring H₂O₂ and had a large linear detection range from 20 μM to 3.2 mM with a detection limit of 8 μM (S/N=3) and a sensitivity of 29.7 mA M^?1 cm^?2 in the pH 5.0 solution. The biosensor also possessed good long term storage stability.     

测酚用的酪氨酸酶媒体玻碳电极的研制

通过聚乙烯亚胺(PEI)包埋和外覆Nafion膜 ,将酪氨酸酶固定在以天青—双氰胺 -甲醛聚合物修饰的玻碳电极表面。工作电位 -100mV(vs.SCE),电极对多种酚有响应 ,对苯酚测定的线性范围为0.20～96μmol/L,响应时间t95 小于50s ,用于测标样和炼焦废水样 ,精密度、准确度好。     

Nafion—四硫富瓦烯修饰蜡浸石墨电极的葡萄糖传感器

本文用四硫富瓦烯（ＴＴＦ）作为酶与电极之间的电子传递体，通过牛血清蛋白和戊二醛交联剂，把葡萄糖化氧化酶固定在Ｎａｆｉｏｎ－ＴＴＦ修饰石墨电极上，最后在电极修饰一层Ｎａｆｉｏｎ膜，制备成葡萄糖传感器。Ｎａｆｉｏｎ膜不仅能防止四硫富瓦燃流失，而且能氢抗坏血酸，尿酸等电活生物质阻挡在电极外，防止其干扰，同时具有防污性能。通过实验表明ＴＴＦ＾＋，ＴＴＴ＾２＾＋都能够氧化葡萄糖氧化酶中的辅酶（ＦＡＤＨ２）。     

Nafion－Ferrocene修饰的次黄嘌呤传感器

本文用Ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ（ＦＣ）作为黄嘌呤氧化酶与电极之间的电子传递体，通过牛血清白蛋白和戊二醛交联剂，把黄嘌呤氧化酶固定在Ｎａｆｉｏｎ－Ｆｃ修饰电极表面，制备成次黄嘌呤传感器。该传感器的线性范围为５．０×１０－５—７．５×１０－４ｍｏｌ／Ｌ，响应时间小于７ｏｓ。     

无试剂金胶-半胱胺苯酚传感器研究

用电化学方法研究了金胶表面固定酪氨酸酶(Tyr)的直接电子传递行为和该修饰电极在苯酚分析方面的应用。金胶联接在半胱胺自组装单层尾部的氨基上。在pH7.0的0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液中,Tyr/金胶/半胱胺修饰电极上的Tyr进行直接电子传递,产生一对氧化还原峰。固定在金胶表面的Tyr的表面覆盖度为6.6×10-10mol/cm2。不需要电子媒介体的作用,该传感器对苯酚的还原具有较好的电催化作用。苯酚测定的线性范围为2.5μmol/L~5 mmol/L,检出限为0.8μmol/L(信噪比是3)。该传感器对苯酚的测定显示了良好的重复性。在高浓度的苯酚中,此传感器表现出Michaelis-Menten行为,KMapp为3.8 mmol/L。