凝膠固定技術(shù)的生物組織傳感器研究(已修改)
2025-04-16 23:12 本頁面
【正文】 基于溶膠－凝膠固定技術(shù)的生物組織傳感器宣俊 陳利興 許長流（中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院2000級(jí)，廣州51027500）指導(dǎo)老師：蔡沛祥教授摘要：報(bào)道一個(gè)關(guān)于制備生物組織傳感器的新技術(shù)，將溶膠－凝膠與植物液汁按一定比例結(jié)合，使天然植物中的多酚氧化酶被固定于溶膠－凝膠中，將其滴涂于預(yù)先涂有一層Nafion膜的鉑盤電極表面，構(gòu)成帶有Nafion－溶膠凝膠－植物液汁的復(fù)合修飾膜的生物傳感器，用于測(cè)定神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺。采用循環(huán)伏安法和線性掃描伏安法考察了傳感器的電化學(xué)特性,比較了不同植物品種、不同組織位置的生物催化活性，研究了乙醇用量、水酯比、植物液汁用量等因素的影響，考察了Nafion膜的防干擾功能。采用差示脈沖伏安法對(duì)多巴胺進(jìn)行定量分析，線性范圍為2ⅹ106～1ⅹ104mol/L,ⅹ107mol/L。與傳統(tǒng)的組織電極相比，本傳感器具有一系列特點(diǎn)。關(guān)鍵詞： 溶膠凝膠，固定化技術(shù)，植物組織傳感器，多巴胺前言多巴胺（DA）是人體一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，其濃度的大小可直接引發(fā)起人體的一些精神性疾病。如：抑郁癥、老年癡呆、帕金森等。因此，為了更準(zhǔn)確靈敏地檢測(cè)多巴胺濃度的大小，人們從多方面對(duì)其進(jìn)行研究。生物傳感器是化學(xué)傳感器的一個(gè)分支。生物傳感器成功的關(guān)鍵是生物材料固定技術(shù)。組織電極（包括植物組織電極、動(dòng)物組織電極）是生物傳感器的一種。植物組織電極問世于八十年代初，是利用天然植物中存在的酶直接作為生物催化劑的一種生物傳感器。從文獻(xiàn)可以看到，以往人們對(duì)植物組織電極的研究，從電極結(jié)構(gòu)來看，主要有切片組織電極和碳糊電極兩種類型。切片的組織電極采用夾心面包式的物理固定法將植物組織切片固定，需要特定的基礎(chǔ)電極（如O2電極、NH3電極等）作為轉(zhuǎn)換器，組裝時(shí)還需要在組織片與基礎(chǔ)電極之間設(shè)置透氣膜，在組織片外加上保護(hù)網(wǎng)等，電極的制作比較繁瑣。碳糊電極的制作比較簡(jiǎn)單。只要將植物組織磨成漿，按一定的比例與石墨粉混合調(diào)成碳糊，填入電極桿下端，磨平后即可使用。雖然碳糊電極制作簡(jiǎn)單，但是生物活性物質(zhì)易從電極表面流失，而且碳糊在溶液中浸泡時(shí)容易松散脫落，更經(jīng)不起攪拌時(shí)溶液的沖擦?；谝陨蟽煞N電極的存在問題，我們提出了關(guān)于植物組織電極固定生物材料的新技術(shù)——溶膠凝膠技術(shù)。溶膠凝膠玻璃是由烷氧基硅烷(如Si(OCH3)4)或類似的有機(jī)金屬烷氧化物(如異丙氧基鈦或異丙氧基鋁)在常溫下水解和縮聚而成的透明的玻璃狀物質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硅烷聚合物能包埋各種生物活性物質(zhì)，并能讓它們?cè)诳紫吨凶杂傻匾苿?dòng)或與孔隙內(nèi)表面的硅醇基團(tuán)進(jìn)行某種程度上的相互作用。溶膠凝膠材料具有物理剛性、化學(xué)惰性、高熱穩(wěn)定性和輕微溶脹性，它的低溫聚合過程的特點(diǎn)更是有利于生物材料的固定。實(shí)驗(yàn)中，我們對(duì)不同植物組織汁進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在各種植物組織中，以蘋果內(nèi)部組織最好，且用同一根生物電極可多次重復(fù)檢測(cè)不同濃度的待測(cè)樣品，具有較好的實(shí)驗(yàn)研究?jī)r(jià)值。研究?jī)?nèi)容 儀器和試劑CHI 750A型電化學(xué)工作站（上海辰華儀器公司），超聲波清洗器（明珠電器有限公司），三電極系統(tǒng)：所研制的多巴胺傳感器為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為對(duì)電極。正硅酸乙酯（TEOS，Aldrich公司），Triton X100（Research公司），Nafion117（5%的乙醇溶液，F(xiàn)luka公司），鹽酸多巴胺（DA，Sigma公司），鹽酸多巴胺注射液（江蘇林海藥業(yè)有限公司制造分公司），鹽酸腎上腺素注射液（EP，廣州明興制藥廠），抗壞血酸（維生素C藥片，AA，廣東華南制藥廠）
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