论文部分内容阅读
光电化学（PEC）酶传感器是生物酶传感器的一种,是利用专一性的酶反应和半导材料之间发生相互作用,引起光电流信号发生改变,从而实现对目标物检测的一种方法。PEC酶传感器兼具PEC分析法灵敏度高和酶反应选择性强的两大优势。因此,自从PEC生物分析研究起步以来,PEC酶传感器获得了广泛的关注和研究。目前,PEC酶传感器大部分是通过将酶固定在电极表面进行检测的。将酶固定在电极表面具有增大空间位阻阻碍活性物质与电极表面接触、固定过程致使酶失活、生物大分子使入射光发生散射等影响检测效果的缺点。本论文研制了三种分离型的PEC酶传感器,实现了对多种酶活性的高通量检测;并且通过酶反应与免疫反应联用,实现了对甲胎蛋白（AFP）的测定。本论文主要研究内容如下:1.分离式高通量光电化学酶传感器本章节利用辣根过氧化物酶催化双氧水氧化邻苯二酚产生邻苯二醌,邻苯二醌是PbS量子点的电子受体,增强PbS量子点的阴极光电流这一原理构建了PEC酶传感器。本方法中辣根过氧化物酶催化反应在96微孔板中进行,产物邻苯二醌和壳聚糖发生醌氨反应连接到电极表面,实现了对待测物高通量的检测。之后将碱性磷酸酶的催化水解反应和葡萄糖氧化酶的催化氧化反应分别与辣根过氧化酶催化氧化反应联用,实现了对葡萄糖和碱性磷酸酶活性的测定。2.基于Ni O/PbS电极与邻苯二醌及其衍生物之间的电子转移构建分离型多功能酶传感器酪氨酸酶可以催化氧化苯酚和酪氨酸生成邻苯二醌和L-多巴醌,邻苯二醌和L-多巴醌又可以和壳聚糖发生醌氨反应连接到NiO/PbS/CS,并且邻苯二醌和L-多巴醌作为NiO/PbS电极的电子受体使阴极光电流增强。基于这一现象,本章制备了分离型的高通量酶传感器,实现了对酪氨酸酶活性的灵敏检测。另外,本章分别将碱性磷酸酶的催化水解反应、β-半乳糖苷酶的催化水解反应与酪氨酸酶的催化氧化反应联用,实现了对多种酶活性的检测。3.基于邻苯二酚增大g-C3N4纳米薄片的光电流而构建的光电免疫传感器本章节将PEC检测和碱性磷酸酶催化水解反应分离,提出了一种无需将抗原/抗体固定在电极表面的分离型免疫传感器。碱性磷酸酶可以催化水解底物邻苯二酚磷酸酯产生邻苯二酚。邻苯二酚可以增强g-C3N4的光电流。该分离型传感器将免疫反应和光电检测分离,消除了电子供体（邻苯二酚）和g-C3N4之间空间位阻,实现了高通量高灵敏度的检测。本章研究发现该方法对碱性磷酸酶活性具有较灵敏的响应,检测范围为0.07U/L-110 U/L。由碱性磷酸酶作为抗体标记物,实现了对AFP的检测,检测限是0.2 pg/m L,检测范围是0.5pg/mL-100ng/mL。