基于纳米材料修饰的生物E+E传感器研究
随着人民生活水平的提高，糖尿病已经成为危害国人健康的主要病种之一，如何预防和治疗糖尿病是一项十分重要的任务。临床上主要是根据病人血液中葡萄糖水平来确定病人是否患有糖尿病，因此快速、准确测定葡萄糖浓度在临床上具有极其重要的意义。另外，大量的研究已经证实，β-葡聚糖可以改善末梢组织对胰岛素的感受，降低对胰岛素的要求，促进葡萄糖恢复正常，对糖尿病有明显的抑制和预防作用。因此市面上出现了大量针对糖尿病人的保健产品，其主要成分就是葡聚糖。衡量这些保健食品的优劣，主要的标准就是葡聚糖的含量。

基于纳米材料修饰的生物E+E传感器研究
因此，高效、准确测定葡聚糖的含量是研究的重点。目的：开发几种导电性高、生物兼容性好、对酶亲和力强的新型纳米复合材料，利用该新型材料有效固定酶，构筑稳定性好、电化学响应快、灵敏度高、重现性好的葡萄糖生物E+E传感器和葡聚糖生物E+E传感器。为葡萄糖和葡聚糖的快速检测提供灵敏的科学方法，为同类其他生物E+E传感器的构建提供理论依据。方法：采用化学方法制备纳米普鲁士蓝（nano-PB）和金纳米粒子（AuNPs），混合后得到新型纳米复合材料。利用该新型纳米复合材料和生物兼容性良好的壳聚糖（CS）为载体，高效固定酶，构建葡萄糖生物E+E传感器。 实验中通过循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱以及时间-电流曲线法研究了E+E传感器的电化学特性，深入研究纳米复合膜材料成分对E+E传感器灵敏度的影响，并探讨了该E+E传感器的抗干扰性和临床应用。基于电沉积普鲁士蓝-壳聚糖/纳米金-壳聚糖杂交膜的葡聚糖生物E+E传感器。采用循环伏安法在电极表面组装PB-CS膜。采用计时电流法在电极表面组装AuNPs-CS膜。以生物兼容性良好的壳聚糖为载体，高效固定酶。 实验中运用扫描电镜技术法对电极表面进行表征，并采用时间-电流曲线法和CV法研究E+E传感器对葡聚糖的电流响应。探索了材料成分对E+E传感器灵敏度的影响，并考察了E+E传感器的选择性和稳定性，zui后检测了该E+E传感器的实际运用。结果：基于普鲁士蓝/纳米金复合材料修饰的葡萄糖生物E+E传感器.E+E传感器在葡萄糖浓度为0.01~1.0mmol·L~(-1)范围内呈良好的线性关系，检测限为2.0mmol·L~(-1)，表观米氏常数为5.1mmol·L~(-1)，表明该纳米修饰膜固定的酶与底物的亲和力比较大，显示了较高的催化活性。实验中验证了纳米修饰膜中添加的AuNPs可以提高E+E传感器灵敏度；在酶膜外层覆盖壳聚糖膜不仅可以维持酶的高活性、减少酶的渗漏，而且还可以阻止电活性干扰物的渗入。该E+E传感器分析速度快、专一性强、灵敏度高，可用于糖尿病人血糖的测定。基于电沉积普鲁士蓝-壳聚糖/纳米金-壳聚糖杂交膜的葡聚糖生物E+E传感器 2.1实验中优化了PB-CS、AuNPs-CS膜在电极表面组装的*条件。PB-CS膜的沉积条件：K3[Fe(CN)6]与FeCl3的浓度均为0.05mmol·L~(-1)、CS的浓度为0.01%、pH为2、沉积圈数为10圈；AuNPs-CS膜的沉积条件：氯金酸和壳聚糖的浓度为0.01%和0.025%时在–0.2V的电位下沉积180s。在这两种纳米膜的沉积中添加的CS使得AuNPs、PB的稳定性提高、分布更均匀。实验中运用时间-电流曲线法优化出该E+E传感器的*工作体系：葡聚糖酶的*浓度为20mg·mL~(-1)；*应用电势为0.0V；*测试底液的pH为7.0。利用时间-电流曲线法检测出E+E传感器在葡聚糖为0.00625~0.09375mmol·L~(-1)的范围内呈线性关系，直线斜率为3.14μA·(mmol·L~(-1))，并由斜率计算得出灵敏度为100μA·(mmol·L~(-1))~(-1)·cm~(-2)，检测限为0.00156mmol·L~(-1)。表明运用电沉积技术制得的纳米修饰膜比传统的化学制备的纳米修饰膜的催化活性高、对底物的亲和力大。 2.4壳聚糖修饰膜展现了很好的抗干扰能力。而且该E+E传感器储存一个月，酶能保持80%活性。实际样品检测中，本方法和标准分光光度法做了对照，二者测定实际样品的数值相关性良好。

基于纳米材料修饰的生物E+E传感器研究
结论：采用化学法和电沉积技术制备nano-PB/AuNPs/CS复合膜和PB-CS/AuNPs-CS复合膜，将酶固定于修饰电极表面上，制得新型葡萄糖E+E传感器和葡聚糖E+E传感器。AuNPs的引入大大提高了这两种E+E传感器的灵敏度，而PB不仅提高了E+E传感器的灵敏度，而且使得这两种E+E传感器具有较低的工作电位（0.0V），提高了E+E传感器的选择性。葡萄糖E+E传感器和葡聚糖E+E传感器用于实际样品的测定，取得了满意的效果，并且其制备过程简单，成本低，具有潜在的应用价值。