新型生物传感器的制备及应用研究

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1、研究生姓名盆薹坠指导教师姓名、职称堡堡溘(塾撞2婆玺鏖(瞳±2单位地址逝姿!至整盘堂垡堂鱼生全盘堂鲎瞳申请学位类别和级别里堂亟±专业盆盘垡鲎论文提交时间2013_04-03论文答辩时间2013-05-16学位授予单位逝望!重莲盘．堂：答辩委员会主席堕：匡盛(塾撞2DEⅦLOPⅧNTANDAPPLICATIONOF小陋WBIOSENSORSThisThesisSubmittedtoZhejiangNormalUniversityforDegreeofMasterofScienceByShanlingXuSupervisedbyProf．YuqingMiaoCollegeofChemis

2、try&LifeScience，ZhejiangNormalUniversity，Jinhua321004，ZhejiangMay2013新型生物传感器的制备及应用研究摘要生物传感器是一种集现代生物技术和先进物理技术于一体的传感器。从生物传感器这一概念被正式提出到现在，生物传感器已经从酶传感器发展到非酶传感器等诸多方面，结合现代的新型固定化技术和新型生物分子材料，生物传感器不仅在数量上大大增加，其应用实践领域也得以拓展。生物传感器以其简便操作、高灵敏度、高选择性、快速、可微型化及低成本等优点，现今已经被广泛应用于医学检查、疾病跟踪、食品检测、环境监测及其他各种检测等领域。本论文包括四

3、个部分，分别如下：1．概述了生物传感器的工作原理、种类、应用及发展：从酶传感器向非酶传感器的发展。综述了甲醛的基本性质、使用及对机体的毒理学性质，对金纳米粒子的性质及在传感器中的应用情况也进行了阐述。最后阐述了本论文的研究思路及主要内容。2．研究了一种用于甲醛检测的快速简便比色方法。基于改进的乙酰丙酮检测法(改进的ACAC)，无色的甘氨酸和乙酰丙酮溶液在甲醛的存在下能衍生化成一个六元环，溶液变成黄色(肉眼观察)。随着甲醛浓度的增加，颜色逐渐加深，因此，可以波长433nm处用紫外．可见分光光度法对甲醛实现定量检测。考察了影响衍生化反应的条件：氨基酸、显色剂、反应时间、反应温度、反应pH

4、。在最适条件下，改进的ACAC对浓度范围0．3—0．75mg／L内的甲醛表现出良好的线性。在上述线性范围内，将lml待测样品提取液加入No．45mg／L的甲醛标准溶液中，引起的紫外．可见吸光度的改变即是待测样品中甲醛的含量为1．2mg／kg。3．在前期工作的基础上，构建了一种气态甲醛传感器。我们将显色剂固定在一种丙烯酸树脂上，将该传感器置于甲醛浓度不同的密闭空间中，对传感器摘要变色的时间进行记录，同时用便携式气体分析仪对密闭空间中的甲醛进行了检测。对甲醛检测限为6ppb。与传统的甲醛检测技术相比，该传感器操作简单、结果可靠，适合用于气态甲醛的检测。4．构建了一种无毒、灵敏、特异性检测

5、癌细胞的传感器，该传感器操作简便、成本低，对癌症的研究及其他疾病的早期诊断都具有巨大的优势。我们使用金纳米粒子、叶酸(对癌细胞具有识别功能)及二茂铁(信号探针)制造了一种电化学细胞传感器。金纳米粒子不仅能加快信号探针和电极之间的电子转移速率，它还能聚集更多的探针，从而实现信号放大功能，提高检测灵敏度。Hela细胞表面具有大量叶酸受体，因此可以使用叶酸将Hela细胞连接到传感器电极的表面，这样就会导致传感器的示差脉冲伏安信号发生变化。在有大量正常人体细胞存在的情况下，用示差脉冲伏安法可以对浓度范围为10．106ceUs／mL的Hela细胞进行检测，检测限为10cells／mL。检测所用

6、时间甚至不到1rain。这种设计为操作简单、快速、灵敏的检测癌细胞在未来的发展提供了新的途径。关键词：生物传感器；甲醛；金纳米粒子；癌细胞IIDEVELOPNⅡ烈TANDAPPLICATIONOFNEWBIOSENSORSABSTRACTBiosensorisakindofsensorwhichcombinesmodembiotechnologyandadvancedphysicstechnology．Afterthedefinitionofthebiosensorwasfirstproposed，ithasdevelopedfromenzymesensortoenzyme-free

7、sensorandotherelse．Combiningwjtllmodemnewimmobilizationtechnologyandnewbiomoleculematerials，biosensorhasincreasednotonlyinnumberbutalsointhequalityandtheapplications．Becauseofitseasy-going，hi曲·sensitivity，high—selectivity，fast，min