生物传感器作业第三次.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Company Logo,*,Click to edit Master title style,LOGO,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,基于,Fe,3,O,4,纳米颗粒与壳聚糖,/nafion,复合膜的实用葡萄糖生物传感器,A practical glucose biosensor based on Fe,3,O,4,nanoparticles and chitosan nafion composite film,Biosensors and Bioelectronics 25(2009)889895,Company Logo,Contents,摘要,1,背景介绍,2,实验步骤,3,结果与讨论,4,Company Logo,1,、摘要,实用的葡萄糖生物传感器通过融合本身具有过氧化酶活性的,Fe,3,O,4,纳米颗粒与抗干扰能力的,nafion,膜来制备。,GOD,与,Fe,3,O,4,混合后，通过戊二醛的壳聚糖溶液交联到,Pt,电极上，然后覆盖一层薄的,nafion,膜。这种传感器具有较高的灵敏度、较低的检测限以及很好的储藏稳定性。所绘制的曲线浓度从,610,6,M,到,2.210,3,M,均为线性的。被修饰的电极在检测葡萄糖的过程中实际上已经去除了干扰。另外，这种生物传感器被成功的应用于检测人体血清样品中葡萄糖的浓度。这种葡萄糖生物传感器的制备引起了广泛的兴趣，由于它在实用过程中步骤简单、条件能够最优化，这些方面具有很好的前景,。,2,、背景介绍,磁性颗粒在固定目标生物分子中的优势：生物相容性、优越的顺磁性以及催化剂能与基地更好的接触。用磁性纳米颗粒修饰的电极已经成功实现了杂交,DNA,的电化学检测。不同类型的氧化物与碳基地相容，来检测过氧化氢的减少，已经展示了优越的电催化性能。,Kaushik et al.,使用氧化铁纳米颗粒,壳聚糖复合物制备了葡萄糖生物传感器和尿素传感器。,Wang et al.,通过将铁蛋白抗体固定于用,Fe3O4,纳米颗粒,/,壳聚糖复合物修饰了的玻碳电极上，制备出了一种新的电流型的葡萄糖生物传感器。但是，在这些报道中，磁性颗粒仅仅被用来固定连接酶，另外，在电极与底物分子之间的电子传递机理，以及,Fe,3,O,4,在电子传递过程中的作用尚未被清楚的解释。,最近,，,Gao et al.,证明实际上,Fe,3,O,4,NPs,拥有一种与过氧化酶类似的酶活性。它表明，,Fe,3,O,4,NPs,不仅为保持酶的生物活性提供了好的微环境，同时也充当了氧化有机底物的过氧化酶的作用。,Wei et al.,也进一步证实，,Fe,3,O,4,NPs,具有似过氧化酶的活性，并制备了新的生物传感器，来检测过氧化氢和葡萄糖。结果发现，,Fe,3,O,4,NPs,加强了电催化和生物催化的转变，这突出了生物传感器的新概念。,在这篇文章中，我们合成了,Fe,3,O,4,NPs,用于生物传感应用，并解释了在电极与底物分子间的电子转移机理。基于,Fe,3,O,4,NPs,修饰的生物传感器在制备、表征、和分析行为方面被描述。另外，,Pt/GOD/,Fe,3,O,4,/Cs/naon,修饰的,Pt,电极被用来获得独特的电催化和去除干扰的特征。新的葡萄糖传感器被用来检测人体血清中葡萄糖的含量。因此，用,Fe,3,O,4,NPs,、壳聚糖和,Nafion,膜修饰的新的生物传感器。,Company Logo,3,、实验步骤,3.1 Fe,3,O,4,纳米颗粒的制备,（,1,）,0.32M,氯化铁和,0.31M,氯化亚铁混合在,0.45M,的盐酸溶液中后，溶解在血红蛋白的水溶液中。,（,2,）混合后的溶液加入到,250mL0.3M,的氢氧化钠的溶液中，室温下施加有力的搅拌，保证氮气氛围，以去除氧气。,（,3,）制备好的黑色,Fe3O4,胶体颗粒通过离心分离，然后用水洗,3,次。,（,4,）得到的,Fe3O4 NPs,重新分散在水中，并在室温下保存。,Mikhaylova et al.,2004;Vereda et al.,2007,Company Logo,4,、结果与讨论,-,电极电化学行为的评价,循环伏安表征：,Fig1C,中。,a,裸露的铂电极呈现可逆的循环伏安曲线。,b,覆盖壳聚糖的铂电极氧化峰与还原峰降低，原因是壳聚糖是有机覆盖物，它阻碍了电子在溶液与电极之间的传递。,C,嵌入,Fe3O4,和,GOD,的铂电极的电流响应明显提高了，表明,Fe3O4 NPs,增强了酶电极上电子的传递。,电化学阻抗谱：,b,覆盖壳聚糖的铂电极比,a,裸露的铂电极的阻抗高，同时,C,嵌入,Fe3O4,和,GOD,的铂电极较,b,覆盖壳聚糖的铂电极的阻抗要小，这充分说明了,Fe3O4 NPs,修饰的电极降低了电极的阻抗、提高了电子转移的效率。,4,、结果与讨论,-,葡萄糖的电流响应和表观米氏常数,Fig2A,表明，,Fe3O4 NPs,和,Cs,修饰的电极能显著增大电流响应。用,Fe3O4 NPs,修饰的电极比没有,Fe3O4 NPs,修饰的电极的电流响应要大,7,倍。,GOD,的存在只是微小的降低了复合电极的电流响应。米氏常数大约为,0.611mV,。,4,、结果与讨论,-,电子转移行为机理的讨论,电极上的电子转移行为表示如下：,讨论认为，,Fe3O4 NPs,作为电子转移的中介体和人为的过氧化物，被其修饰的酶电极在电流响应和灵敏度方面都有所增强。,4,、结果与讨论,-,生物传感器的优化,4,、结果与讨论,-,生物传感器的优化,（,1,）酶载量影响电极的电流响应，在葡萄糖浓度不变，其它条件均不变时，提高酶的浓度，发现电流信号越来越高，当酶的浓度达到,10u,时，发现电流响应基本达到饱和，因此，接下来的实验所选酶的浓度均为,10u,。,（,2,）因为固定的,GOD,的活性与,pH,有关，所以,pH,对生物传感器的行为有影响。在,pH,为,7.2,时电流响应最好，但是为了模拟人体血液的环境我们选择,pH,为,6.8,。工作电压选择,0.4V,。温度选择,35,。,（,3,）通过对生物传感器的电流检测，发现，在,52,次连续检测后电流响应仍能维持原来的,83%,。另外，在一月之后再来检测，发现，电流响应为原来的,84%,。这表明,Fe3O4 NPs,和,naon,膜的使用增强了生物传感器的稳定性，并且保持了,GOD,的生物活性。,（）通过抗干扰的研究发现，修饰的电极在干扰物质的浓度很高时也能体现可信的电流信号，同时在这个过程中发挥了很重要的作用，它阻止了干扰物种的干扰。,（）用修饰电极对血清样品进行检测，并同时用,Automatic Biochemical Analyzer,进行检测，发现这两种方法所得结果有较好的一致性，因此修饰电极对于医疗分析具有实用的应用前景。,4,、结果与讨论,-,结论,1,、这种传感器去除了干扰，对于检测包含其它干扰物质的样品中的葡萄糖含量也是可以的。因此，这种新的生物传感器可以扩大其应用，通过使用,Fe3O4 NPs,来制备其它简单实用的生物传感器来检测临床上其它重要的抗体浓度。,2,、该传感器不属于我们课上所讲的三代传感器，有一定新颖性。,我的想法,文章来自,Biosensors and Bioelectronics,研究了制备,GOD/Fe3O4/Cs/Naon,复合电极的新策略，新的葡萄糖生物传感器显示相对迅速的响应，高的灵敏度，宽的线性范围，低的检测限，良好的重现性和长期稳定性。它已经被成功的应用于检测人体血清样品中葡萄糖的浓度，而且扩大其应用，通过使用,Fe3O4 NPs,来制备其它简单实用的生物传感器来检测临床上其它重要的抗体浓度。所以这个工作具有创新意义和实用意义。,Thank You!,Add your company slogan,