纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用研究

《纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、纳米颗粒在电化学生物传感器中的应用研究　　摘要：纳米技术介入生物传感器的研究领域具有非常重要的意义。简要介绍了电化学生物传感器的工作原理，着重讨论了纳米颗粒在电化学生物传感器中的研究进展，并论述了这一领域的发展趋势。　　关键词：纳米颗粒;电化学生物传感器;酶电极　　　　1引言　　　　生物传感器是用固定化的生物活性成分为敏感元件与适当的能量转换器件结合而成的传感装置,用以测定一种或几种分析物的含量。生物传感器是多学科交叉的产物，是一种全新的检测技术，在生命科学、临床诊断、环境监控以及过程控制等各种领域都有所应用。生物传感器与传统的检测手段相比，具有高专一性和灵敏度，响

2、应时间快的明显优势，但对于实现在线、实时检测的要求仍有一定差距。　　纳米技术主要是针对尺度为1~100nm之间的分子世界的一门技术，是21世纪最前沿的两大学科之一。纳米颗粒处在宏观体系和微观体系之间的过渡区域，是由数目极少的原子或分子组成的原子群。纳米颗粒的特殊结构使其具有微尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，并由此引起力学、电学、磁学、热学、光学和化学活性等方面的特殊性质。它具有比表面积大、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力强、表面活性高等优点而被用于电化学生物传感器的研究，以提高灵敏度和缩短反应时间。　　　　2电化学生物传感器　　　　电化学生物传感

3、器是以酶、微生物、抗原或抗体、细胞、动植物组织为敏感膜，以将生物量转换为电信号的电化学电极为转换器组成的装置。根据其产生电信号的类别，可分为电流型和电位型两大类。目前研究较多的是各种酶电极。　　酶电极就是利用酶对生化反应催化的单一性目标物质进行检测。在绝大多数情况下,生物酶会保持极大的选择性。通常在生物酶的催化下发生如下的生化反应：　　　　式中，S1为目标物，S2为媒介物，P1为生成物1，P2为生成物2。当目标物S1的浓度不能被直接检测时，可以通过检测媒介物S2的减少量(或P1、P2的生成量或生成速度)来获得目标物的浓度。　　　　3研究现状　　　　

4、3.1纳米颗粒用作抗干扰剂　　长期以来，减小共存电活性物质，特别是抗坏血酸(AA)的干扰是葡萄糖生物传感器研究的重点。最近，研究人员将MnO2纳米颗粒溶于壳聚糖溶液中，电沉积在葡萄糖氧化酶(GOD)修饰的电极表面，形成一层氧化物薄膜。这样制得的生物传感器可以很好地消除AA的干扰，而对葡萄糖的测定没有影响。　　3.2纳米颗粒标记　　许多　　4发展趋势　　　　近年来，将各种纳米颗粒应用于电化学生物传感器的研究，正引起人们极大的兴趣，并使传感器技术获得巨大进步。初步实验结果表明，纳米颗粒以其吸附能力强、生物兼容性好、催化效率高等优良性质，在生物标记、放大信号、消除干扰和

5、多种酶的固定化技术中得到了广泛地应用：大幅度提高了检测的灵敏度，缩短了响应时间，实现了目标物的实时检测；延长了一些酶电极的使用寿命，降低了成本；同时使仪器向微型化发展成为可能。　　但也不难看出，目前的研究工作仅在少数几种物质的实时检测中取得了良好的结果，而且所使用的纳米颗粒的种类也很有限。为了最大程度地保持酶的生物活性，延长酶电极的使用寿命，进一步提高生物传感器的灵敏度和响应电流，缩短相应时间，在纳米制备方法的改进、各种形式的有机或无机纳米材料的应用、特殊结构和材料的电极的研制等方面，仍有较大的发展空间，有待于科学工作者进行更深入地研究，以期制造出综合型、智能型的纳米仪

6、器。　　　　参考