OMC在电化学生物传感器中的应用论文.doc

OMC在电化学生物传感器中的应用论文 电化学生物传感器采用电极作为换能元件可用于检测样品中的生物分子现代生物传感器的概念的提出源于1962年LelandC.ClarkJr等1将葡萄糖氧化酶附着于氧电极设计了第一支电流型葡萄糖酶电极至此开启了生物传感器了的大门作为传感器的一个重要分支电化学生物传感器已广泛应用于免疫分析、生物代谢产物分析、生物芯片等多个领域未来电化学传感器的发展必将受到更广泛的关注 有序介孔碳热力学稳定性、导电性、催化性等性能良好适于构建电化学生物传感器以下主要从三个方面对OMC在电化学生物传感器方面的应用做简单介绍 1基于有序介孔碳离子液体的电化学生物传感器 离子液体（IonicLiquids,IL）是一种由含氮、磷的有机阳离子和无机阴离子组成的离子化合物由于其在室温附近呈液态故又称为室温离子液体 由于其沸点高、难挥发、无污染因而也被视为“绿色溶剂”与大多数电解质和传统的有机试剂相比IL具有一系列突出的特点：室温呈液态、高沸点、难挥发、溶解能力强、溶解性和粘稠度可调控、电化学性质稳定等自IL发展以来在电化学领域得到广泛的应用. Zhu小组将石墨粉、石蜡、离子液体（1乙甲基咪唑乙基硫酸盐1ethyl3methylimidazoliumethylsulphate,EMIMEtOSO3）按照适当比例混合制成碳糊电极（CILE）进而将分散在Nafion溶液中的OMC修饰于CILE表面制成新颖的NafionOMC/CILE修饰电极从而构建了实现对双链DNA检测的电化学生物传感器Sun小组8将介孔碳、葡萄糖氧化酶（GOD）、离子液体（1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐1butyl3methylimidazoliumhexafluorophosphate）组合成微电极实现了对葡萄糖的有效检测该传感器的研制为多种酶电极的开发应用提供了参考依据Dong小组将有序介孔碳羧基化处理后与离子液体（1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐1Butyl3methylimidazoliumhexafluorophosphate）研磨修饰于玻碳电极表面在高浓度的抗坏血酸存在的情况下实现了对DA和尿酸（UA）的电化学检测同一溶液中对氧化峰相近的DA、UA、AA三种物质能进行有效的区分 2基于有序介孔碳壳聚糖的电化学生物传感器 壳聚糖是自然界含量丰富的天然高分子聚合物其成纤成膜及粘合性良好安全环保、可降解且具有良好的生物兼容性现代社会以广泛应用与农业、环境和生物等多个领域近年来壳聚糖在传感材料应用方面已较迅速的发展. 目前基于有序介孔碳和壳聚糖的传感器已经实现对许多生物分子的检测例如Erhui等13研制了纳米复合物沉积的印刷电极纳米复合物由石墨化的介孔碳、麦尔多拉蓝（meldolasblue）、乙醇脱氢酶（ADH）和辅烟酰胺腺嘌呤核苷酸（NAD+）的壳聚糖溶液组成该传感器对NADH有显着的催化作用且选择性高对生物体内常见的干扰物质DA、UA、AA、过氧化氢和多种金属离子均无明显的电化学响应Lin等14将纳米金功能化介孔碳通过二者的协同作用放大了电化学响应信号借助于石墨烯和壳聚糖的修饰的玻碳电极及固定癌胚抗原抗体成功实现了对癌胚抗原的探测在最佳实验条件下该免疫传感器的线性范围为0.05pg/mL1ng/mL,最低检测限低至0.024pg/mL,该传感器的放大信号设计在对其它分析物的超灵敏检测具备较大的潜力Feng等15通过壳聚糖将有序介孔碳（CMK3）固定在玻碳电极表面然后通过层层自组装作用将血红蛋白修饰于上一步修饰电极表面构建了（Hb/CMK3）n敏感膜该膜在pH7.0的溶液中于377和296mV出现一对稳定的氧化还原峰经过检测可实现对双氧水（H2O2）的检测 3基于有序介孔碳导电聚合物的电化学生物传感器 导电聚合物具有三维网络空间结构能够提供许多可利用的势场其高浓度的活性基不仅可以提高电化学响应同时有利于电催化与此同时导电聚合物还具有稳定的机械、化学和电化学性能制备简便的优点经过掺杂导电聚合物可给出或接受电子从而具有氧化还原催化功能常作为电催化剂或载体现如今导电聚合物已迅速发展成为化学修饰电极的研究热点16之一 近年来基于有序介孔碳和导电聚合物的传感器在对生物分子检测方面已有了显着的进展例如Luo等17在玻碳电极表面修饰薄的聚脯氨酸功能化的有序介孔碳材料为天然雌激素的传感检测提供的一个新的平台该传感器对女性血清样品中的雌激素进行了实际样品检测结果令人满意Lu小组18将OMC与聚中性红构建的复合材料修饰于电极表面构建传感器电化学性能稳定对NADH和2巯基乙醇有良好的电化学响应Dai等19利用葡萄糖氧化酶为中介体以聚合物4羟基丁基丙烯酸酯为粘合剂探讨了介孔碳构成的丝网膜印刷电极对葡萄糖的电化学响应 有序介孔材料比表面积高、孔容大、孔径可调、形貌可控、孔道结构有序独特的结构将在电化学生物传感器方面发挥更大的作用 参考文献： 1ClarkL.C.,Jr.,LyonsC.ElectrodesystemsforcontinuousmonitoringincardiovascularsurgeryJ.AnnalsoftheNewYorkAcademyofSciences,1962,102:2945. 2YakovlevaJulia,DavidssonRichard,BengtssonMartin,etc.MicrofluidicenzymeimmunosensorswithimmobilisedproteinaandgusingchemiluminescencedetectionJ.BiosensorsBioelectronics,19（1）：2134. 3LiJishan,WuZhaisheng,WangHua,etc.Areusablecapacitiveimmunosensorwithanovelimmobilizationprocedurebasedon1,6hexanedithiolandnanoauselfassembledlayersJ.SensorsandActuatorsB:Chemical,110（2）：327334. 4BrahimSean,NarinesinghDyer,GuiseppiElieAnthony.PolypyrrolehydrogelpositesfortheconstructionofclinicallyimportantbiosensorsJ.BiosensorsandBioelectronics,17（12）：5359. 5HallettJasonP.,WeltonTom.Roomtemperatureionicliquids:Solventsforsynthesisandcatalysis.2J.ChemicalReviews,111（5）：35083576. 6ZhuZhihong,LiXia,ZengYan,etc.OrderedmesoporouscarbonmodifiedcarbonionicliquidelectrodefortheelectrochemicaldetectionofdoublestrandedDNAJ.BiosensorsBioelectronics,25（10）：23132317. 7SunWei,GuoChunXian,ZhuZhihong,etc.Ionicliquid/mesoporouscarbon/proteinpositemicroelectrodeanditsbiosensingapplicationJ.ElectrochemistryCommunications,11（11）：21052108. 8DongJunping,HuYanyan,ZhuShenmin,etc.AhighlyselectiveandsensitivedopamineanduricacidbiosensorfabricatedwithfunctionalizedorderedmesoporouscarbonandhydrophobicionicliquidJ.AnalyticalandBioanalyticalChemistry,396（5）：17551762. 9ZengDefang,ShiYafei.PreparationandapplicationofanovelenvironmentallyfriendlyorganicseedcoatingforriceJ.Journalof