基于壳聚糖和HPR的新型葡萄糖生物传感器的研究开题报告

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1、开题报告基于壳聚糖和HPR的新型葡萄糖生物传感器的研究一、选题的背景、意义血糖只是指血液中的葡萄糖而言，不包括果糖、半乳糖等单糖。正常人血糖处于动态平衡状态，也就是说血糖只是在一个狭窄的范围内变动。多数人空腹血糖多在3，3～6．1mmol／L之内，餐后半小时及1小时血糖不超过11．11mmol／L范围。血糖的来源包括食物消化、吸收、肝内储存的糖原分解、从脂肪和蛋白质糖异生等。血糖的去路，包括氧化转为能量;转化为糖原储于肝脏、肾脏和肌肉中；转变为脂肪和蛋白质等其他营养成分加以储存。人体调节血糖的重要系统和器官包括内分泌神经系统。肝脏能通过储存和释放葡萄糖来调节

2、血糖，神经系统可通过对糖类的摄取、消化、利用和储存等直接作用来调节血糖；也能通过内分泌系统间接影响血糖；而内分泌系统则可分泌多种激素调节血糖。肝脏、神经和内分泌系统共同合作，维护着血糖的稳定。目前只有通过控制血糖浓度的方法来控制糖尿病发病率，因此创建一种快速、稳定、精确测定血糖浓度的方法成为研究者关注的焦点。二、相关研究的最新成果及动态生物传感器研究起源于20世纪的60年代，1967年Updike[1]和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧电极组装在一起，首先制成了第一种生物传感器，即葡萄糖酶电极。到80年代生物传感器研究领域已基本形成。其标志性事

3、件是：1985年“生物传感器”国际刊物在英国创刊；1987年生物传感器经典著作在牛津出版社出版；1990年首届世界生物传感器学术大会在新加坡召开，并且确定以后每隔二年召开一次。此后包括酶传感器的生物传感器研究逐渐兴旺起来，从用一种或多种酶作为分子识别元件的传感器，逐渐发展设计出用其他的生物分子作识别元件的传感器，例如酶—底物、酶—辅酶、抗原—抗体、激素—受体、DNA双螺旋拆分的分子等，把它们的一方固定化后都可能作为分子识别元件来选择地测量另一方。除了生物大分子以外，还可以用细胞器、细胞、组织、微生物等具有对环境中某些成分识别功能的元件来作识别元件。甚至可以用

4、人工合成的受体分子与传感器结合来测定微生物、细胞和相关的生物分子。与生物活性材料组合的传感器可以是多种类型的物理或化学传感器，如电化学（电位测定、电导测定、阻抗测定）、光学（光致发光、共振表面等离子体）、机械（杠杆、压电反应）、热（热敏电阻）或者电（离子或者酶场效应晶体管）等等。所有这些具有生物识别功能的组合体通称为生物传感器。中国生物传感器研究始于20世纪八十年代初，从事生物传感器研究的科研机构有中国科学院微生物所、中国科学院上海生化所、上海冶金所、中国科学院武汉病毒所、华东理工大学和山东省科学院生物研究所等单位，直至今日，这些单位仍在生物传感器领域进行着

5、创新研究和开发。最早展开生物传感器的研讨活动是1986年由中国微生物协会酶工程专业技术委员会组织的第一届工业生化及酶工程全国学术会议。中国酶工程专业技术委员对这一领域的国内外学术交流起到很好的作用，其活动包括定期召开的全国性酶工程学术会议和每隔二年一次的中日酶工程学术会议，其中生物传感器都是重要的研讨议题。20世纪九十年代至今我国生物传感器研究队伍逐渐扩大，其标志之一是近10年来在中国国内期刊上发表的以生物传感器为关键詞的论文总数达到650篇，其中2003年的论文数量比1994年增加了约一倍。近十年的该领域专家的研究背景也从生物学扩大到化学和电子学。1999

6、年这一领域主要研究单位和专家集体编撰的专著“中国生物传感器进展”一书在美国出版［2］，表明了生物传感器领域学科相互交叉的趋势。当前我国生物传感器产业化现状和市场特点是：我国自主研发生物传感器产品及跨国企业集团在中国推出的产品共存并相互竞争。一些掌握生物传感器技术的跨国大企业集团，看好被称为“世界工厂”的中国市场，采取技术输出的途径，吸收我国的技术力量和销售途径，在我国市场上进行生物传感器的开发、产品制造和销售。一部份海外留学归国的生物传感器专门人才也将自己的成果在中国转化并设厂办企业。家用保健类生物传感器技术已率先较好地实现了产业化突破，取得了显著经济效益。

7、固定化酶生物传感器作为一类多品种的精密科学仪器，支撑了一部份生物技术过程检测，对传统生物产业技术改造具有重要意义。我国生物传感器产业表现的空前繁荣景象代表了当前世界生物传感器产业的主要潮流。而基于金纳米棒-壳聚糖复合膜的葡萄糖生物传感器[3]、无酶葡萄糖传感器[4]、可抛弃型葡萄糖传感器[5]、超分子静电自组装制备新型葡萄糖生物传感器[6]、磁性纳米粒子固定葡萄糖氧化酶修饰电极电致化学发光葡萄糖传感器[7],纳米铂颗粒修饰薄膜金电极的新型葡萄糖传感器[8]，等等都为我国研究成果。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标研究内容壳

8、聚糖生物相容性好，对酶有很好的亲和力，并能有效防止酶