多种海藻酸钙复合膜的制备及其电化学研究

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1、摘要本论文主要目的是研究第三代新型电化学生物传感器的构造及优化，将新材料结合适当的方法构造出新颖的电化学生物传感界面，探究酶和蛋白质在其表面的电化学性质。在此基础上，本文采用多种类型的电极材料，对细胞色素C(Cnc)的固定化方法进行了探索，构造了两种性能良好的电化学生物传感器，并对其进行了表征及电化学测试。具体内容如下：利用海藻酸钠(SA)的成膜性质和聚7,--醇(PEG)的致孔作用制备了海藻酸钙(CA)三维多孔膜，将Cytc固定于此复合膜修饰电极上成功制备了一种电化学生物传感器。制备过程为：先在玻碳电

2、极上涂布SA和PEG的混合溶液，再喷涂CaCl2溶液进行交联成膜，制得CA多孔膜，然后涂CytC，晾干即得Cytc．CA多孔膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外．可见吸收光谱(Uv-vis)、循环伏安(CV)、方波伏安(SWV)、计时安培法等方法分别对所得复合膜进行表征和性能测定。紫外光谱表明CytC在CA三维多孔膜中仍保持其原有的二级结构。循环伏安曲线中．0．352V(vsSCE)处表现出了蛋白质血红素Fem／n电对的可逆氧化还原峰。通过方波伏安法对数据拟合获得了氧化还原的式电势(F’)和表观异相电

3、子传递速率常数(恕)。Cytc—CA多孔膜修饰电极对02、H202、NaN02和TCA也都表现出了良好的电催化性能。此外，本文还利用正电性的聚乙烯亚胺(PEI)制备了Cytc．CA．PEI复合膜，增加了CA凝胶结构的机械性能和含水率。该膜修饰电极也表现出良好的电化学性质。实验结果表明，这两种方法制备的电化学生物传感器都具有较高的灵敏性、良好的稳定性和较好的生物催化活性。关键词：细胞色素c；海藻酸钙多孔薄膜；聚乙烯亚胺；电化学生物传感器AbstractThemainpurposeofthisdissert

4、ationiStostudythefabricationandoptimizationofthethird-generationelectrochemicalbiosensorsbyexploringthepropermethodandnovelmaterialsinthefabricationofbioelectrochemicalinterfaceandevaluatingtheresultingbiosensors．Onthebasisofdifferentelectrodematerialsan

5、dimmobilizationofcytochromeC(Cytc)，someelectrochemicalbiosensorswithhighperformancewerefabricated．Electrochemicalbchaviorsandtheircharacterizationoftheresultingmodifiedelectrodeswerestudied．Thedetailsare邪follows：Anewtypeofelectrochemicalbiosensorwasfabri

6、catedbymodifyingcytochromeC(Cytc)onthesurfaceofglassycarbonelectrodesandtheadvantagesofthefilm—formingpropertiesofsodiumalginate(SA)andporogenicpropertiesofpolyethyleneglycol(PEG)werecombinedforthispurpose．TheCytc—CAporousfilmswerefabricatedbycoatingthem

7、ixtureofSAandPEGonglassycarbonelectrodes，sprayingcalciumchloridesolutionascrosslinkingagentandthencastingCytContheformedfilms．Theresultingcompositefilmswerecharacterizedbymeansofscanningelectronmicroscopy(SEM)，UV-visabsorption，cyclicvoltammetry(cv)，squar

8、e-wavevoltammetry(SWV)andamperometry．UV二VisexperimentsdemonstratedthatCytCassembledintheporousCAfilmskeeptheiroriginalconformation．TheCVsshowedapairofreversiblecyclicvoltammetrypreaksatabout．0．352VVSSCE，whichwasoriginatedf