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密级
学校代码 !Q5垒2
新型纤维蛋白骨架复合材料的制备及生物
传感应用
and of
Preparation
biosensingapplications
novelfibrin--boned
composites
研 究 生姓名 韩芳芳
指导教师姓名、职称 傅迎春副教授
学 科 专 业 分析化学
研 究 方 向 生化分析与生物传感
湖南师范大学学位评定委员会办公室
二零一四年五月
中文摘要
高效固定生物识别分子是研制生物传感器的关键步骤之一,开发
新型固定基底研制多功能纳米复合物并应用于生物大分子高效固定
是当前生物传感研究的热点与前沿。在凝血过程中,凝血酶使分散
性好的纤维蛋白原链断裂生成难分散的纤维蛋白,后者聚集成团并
包埋多种其它物质而形成多孔的三维网状结构。生理凝血所得纤维
蛋白骨架材料具有多孔性、制备可控、表面功能丰富、生物相容性
好等系列优异性质,但鲜有开发用于高效固定基质及生物传感应用
报道。受该生理现象/功能启发,本文中我们制备了几种以纤维蛋白
为骨架的新型固定载体材料,用于高效固定其它生物分子、聚合物
和/或纳米材料,并成功用于高敏电化学生物传感研究。主要工作如
下:
1.基于凝血现象开发纤维蛋白骨架材料作为生物大分子和纳米
材料的高效固定基质并用于高敏葡萄糖生物传感。以葡萄糖氧化酶
们探究了基于该材料固定生物分子和纳米材料的四种方法,及所制
生物/生物纳米复合物对生物分子/纳米材料的负载量、传质效率和生
物催化性能。采用数码成像、紫外可见(Wvis)光谱法、透射/扫
描电子显微技术、电化学方法等表征复合材料的性质和性能。我们
发现,纤维蛋白骨架材料具有系列优异性能,如多孔性、生物相容
性、可控性且自身表面基团丰富,能够有效提高GOx和纳米粒子的
T
cm‘2
催化性能。所制备的葡萄糖生物传感器灵敏度最高达145gA
mM一,明显高于其它大部分文献报道同类传感器。
2.结合凝血启发的生物聚合和化学氧化聚合,开发同步多聚合
新方法制备新型蛋白骨架.聚合物基多功能生物复合物。在含纤维蛋
白原、GOx和多巴胺(DA)的溶液中,加入凝血酶触发纤维蛋白凝
结,同时加入氧化剂对苯二醌(BQ)引发共存的单体DA的氧化聚
合并在纤维蛋白骨架上沉积,同时原位包埋大量GOx,得到新型聚
合物.生物复合物,藉此研制了高敏葡萄糖生物传感器。考察了所制
生物复合物对生物分子的负载量、传质效率和生物催化性能。所制
传感器灵敏度高(83 cm。2
gA mM‘1),具有良好的稳定性和抗干扰性。
3.在凝血生物聚合和化学氧化聚合基础上,采用氧化性金属盐
NaAuCl4为化学氧化剂,开发同步聚合新方法制备新型纤维蛋白.聚
合物.酶.纳米金的生物纳米复合物,研制了高敏葡萄糖生物传感器。
该法在聚多巴胺.纤维蛋白凝胶生成过程中在聚多巴胺膜内原位合
成纳米金,同时包埋大量GOx。新法引入了纳米金的优异性质,使
18
GOx的包埋量和活性均有进一步提升,所制传感器灵敏度高(1
gA
cm。2
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