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1、电化学生物传感器和电化学发光生物传感器的研究 堂盛r ，漆红兰 ( 陕西师范大学化学与材料科学学院，话安，7 1 0 0 6 2 ) 电化学生物传感器是将特异性分子识别物质如酶、抗体或单链D N A 作为分子识别元 件固定在信号转换器上组成，电化学信号为检测信号的分析器件。电化学生物传感器以 其选择性好、灵敏度高、分析速度快、操作简便、可实现在线活体分析等特点，在电化 学分析的研究中起着越来越重要的地位。电化学发光分析是对电极施加一定的电压进行 电化学反应，反应的产物之间或反应的产物与体系中的某种组分发生化学反应，产生激 发态物质，激发态物质回到基态时产生发光，根据发光光谱和强度对物质进行痕量
2、分析 的一种方法。该法具有灵敏度高、线性范围宽、过程控制性强、选择性和仪器简单等优 点；。近年来，将纳米材料引入分析化学研究中，已成为分析化学的一个研究熟点，已取 得许多创新性研究成果。碳纳米管因其良好的导电性、比表面积大、表面反应活性高等 特性受到电化学研究工作者的广泛关注。金纳米因其良好的光学性能和电化学性能 在光学研究和电化学研究中也受到人们的关注。本课题组成功进行了一系列电化学生物 传感器和电化学发光分析新方法及传感器的研究。 1 电化学生物传感器的研究 完成了4 0 多种锇、钌、铑联吡啶、啉啡罗啉配合物的台成和电催化性能的研究；完 成了毛细进样式一次性葡萄糖生物传感器：流通式电化学葡
3、萄糖生物传感器；预氧化电 流型碳糊葡萄糖传感器；和双电极低电压的葡萄糖生物传感器的研究。 2 纳米组装电化学生物传感嚣的研究 利用碳纳米管修饰电极建立了钡定的核黄素，对苯二酚和邻苯二酚的高灵敏度检测 电化学分析方法，核黄素的浓度在1 1 0 “ 6 一l 1 0 4 m o l L 范围内与电流成良好的线性关系， 检出限为3 2X1 0 7 m o l L 。对苯二酚的浓度在4 1 0 “ 7 1 1 0 “ 4 m o l L 范围内与电流成良好 的线性关系，检出限为1 2 l o - 7m o l L 。邻苯二酚的浓度在2 1 矿7 2 1 0 - 4 m o l 1 , 范围内 与电流成
4、良好的线性关系，检出限为9 2 x1 0 4m o l L 。同时我们发现在碳纳米管修饰电极 上对苯二酚和邻苯二酚的氧化峰分开1 0 4 m V ，基于此，建立了同时测定对苯二酚( H Q ) 和邻苯= 酚的电化学分析方法。在邻苯二酚存在的条件下，对苯二酚在1 l f f 6m o l L 1 X1 0 “ 4 m o l L 之间与电流成良好的线性：。 完成了血红蛋白，甲胺脱氢酶，甲醇脱氨酶，葡萄糖氧化酶，辣根过氧化物酶在纳 米金和纳米碳管上直接电化学的研究，研究了蛋白在纳米修饰电极上的电化学行为，并 对蛋白的生物活性进行了测定，分别测定了各自的底物。制备和研究了四种传感器，( 1 ) 基于
5、血红蛋白直接电子转移的过氧化氢传感器，过氧化氢的浓度在6 O 1 0 m o l L 2 0 1 酽m o l L 之间与电流呈良好的线性关系，检出限为1 2 0 1 0 “ 6 m o l L 。将传感器该法用 于眼药水中过氧化氢的测定，结果满意：( 2 ) 基于H R P 直接电子转移的一次性过氧化氢 生物传感器；( 3 ) 基于H R P 的直接电子转移的葡萄糖取酶传感器。该传感器对葡萄糖响 嗣家自然科学基金瓷劝项目( 2 0 3 7 5 0 2 5 ) 应的线性范围，线性范围为0 1 5 m m o lL 1 ，检出限为0 4 m m o l L 。固定葡萄糖溶液浓度 为5m m o
6、Y L ，当抗坏血酸浓度低于3m m o l L ，尿酸浓度低于2m m o l L 时其在电极上不产 生干扰。( 4 ) 基于固定电子介体、酶和预氧化物质为一体的纳米碳管组装预氧化电流型 碳糊葡萄糖传感器。 研究了碳纳米管碳糊电极上碱基的电化学行为，发现五种碱基均可在纳米碳管碳糊 电极上出现一不可逆的氧化峰，而且D N A 中四种碱基的氧化峰可明显分开，同时建立了 同时测定鸟嘌呤和腺嘌岭，鸟嘌呤和胸腺嘧啶的电化学分析方法；以聚吡咯包埋法将 S S D N A 固定在碳纳米管碳糊电极上，与C S D N A 杂交后，以E B 为电化学杂交指示剂， 进行D N A 序列的检测，其灵敏度可达10
7、- 1 0 I n o l L 。同时我们将负载大量银纳米的碳纳米 管作为电活性物质标记D N A ，利用银的电化学信号，进行互补D N A 的检测，检出限为 1 0 。”m o l L 。 3 电化学发光分析新方法的研究 结合电化学发光和流动注射技术成功完成了流动注射电化学发光分析法的研究，提 出的了电化学溶出发光分析法、电生不稳定试剂化学发光法、能量转移电化学发光法。 分别对氨基比林、肾上腺色腙、甲氨蝶吟、盐酸阿糖胞苷、盐酸普鲁卡因、v K 3 、v B 2 、 V B l 、S 0 3 。、L - 多巴、异烟阱等的分析测定。 4 电化学发光免疫和D N A 分析法的研究 结合电化学发光和
8、免疫分析技术，完成了电化学发光物标记小分子半抗原和小分子 电化学发光标记物及小分子半抗原标记在载体大分子蛋白质上两种电化学发光标记新方 法的研究，建立了两种地高辛抗体和地高辛均相电化学发光免疫新分析方法。其中小分 子半抗原标记在载体大分子蛋白质上地高辛的含量与电化学发光信号在5 0 x l f f ”g m L 一3 0 x l f f 8 9 m L 问成良好的线性关系，检出限为2 8 x l f f ”g m L 。 利用合成的具有高电化学发光效率的钉联吡啶标记物，标记寡核苷酸制得D N A 探 针，将含有巯基的待测单链D N A 自组装在电极上，进行了二段式杂交检测D N A ，其检 出
9、限可以达到1 2 x 1 0 o m o l L 。将含有巯基的单链D N A 自组装在电极上，与待测的单链 D N A 进行杂交后，再与标记有电化学发光物的D N A 探针进行三段式杂交检测D N A ，待 测单链D N A 的检出限为3 0 x l f f l o m o l L 。 同时我们结合纳米粒子和电化学发光技术，进行电化学发光免疫分析法的研究。结 合纳米组装技术，在金纳米粒子修饰石墨电极上，利用异鲁米诺标记的抗体与待测I g G 结合后，A B E I 在纳米修饰电极上电化学发光强度的变化，进行I g G 的均相电化学发光免 疫分析，检测h k G 线性范围为3 0 x 1 0
10、- ”一1 0 x l f f ”加n L ，检出限为3 X l f f “m o l L 参考文献：( 略) D e v e l o p m e n t o fe l e e t r o c h e m i e a lb i o s e n s o r sa n d e l e t r o g e n e r a t e d c h e m i l u m i n e s c e n c eb i o s e n s o r s C h e n e - X i a o Z h a n g * ，H o n g - L a nQ i ( S c h o o lo f C h e m i s t r ya n dM a t e r i a l sS c i e n c e ，S h a a n x iN o r m a l U n i v e r s i t y , X i a n 7 1 0 0 5 2 )
