无机介孔材料在第三代电化学生物传感器中的应用研究

无机介孔材料是一种孔直径在2，50nm的多孔材料。这种材料具有结构规则,机械性能高、化学和热能稳定性好等特点。近年来,随着材料合成技术的提高,不断有新型高负载能力和生物相容性好的介孔材料被开发出来。同时,实验表明,无机介孔材料是固载生物大分子的良好载体。利用无机介孔材料固载氧化还原蛋白质并结合其的直接电子转移,为我们提供了一种新的构建第三代生物传感器的方法。基于无机介孔材料的特点及氧化还原蛋白质的直接电子转移,所构建的第三代电化学生物传感器有望具有较传统电化学传感器更好的性能。将介孔材料分为二氧化硅基和非二氧化硅基2大类,描述了无机介孔材料在第三代电化学生物传感器中的应用。

基于蛋白膜伏安技术的第三代生物传感器

蛋白膜伏安技术,就是使用伏安法研究固定在电极表面的一层或多层蛋白质分子形成的膜.蛋白质在生物体内广泛存在于荷电界面上,如生物膜就是一种荷电界面,电极作为一种研究荷电界面的模型系统有助于人们深入了解蛋白质在生物膜中发生电子传递的分子机制.因此,蛋白膜伏安法对于研究蛋白质(酶)电子传递的机制,揭示相关的生物学过程具有独特的优势.

第三代成像传感器系统概念

第二代前视红外传感器已开始在战场上使用,这种传感器不是基于采用平行扫描和时间延迟与积分技术的长波红外(8μm-12μm)HgCdTe探测器,就是基于中等规模(640×480元)的中波红外(3μm-5μm)InSb凝视探测器。根据目前的研究与发展工作,科技界已把其注意力转向对未来第三代前视红外传感器的定义上。已建模的第三代传感器性能超过第二代传感器,这使得第三代传感器在未来的战场上具有更强的杀伤力和存活力。本文介绍关于第三代传感器的设想以及对第三代焦平面列阵探测器的要求。现已区分出三类传感器。高性能传感器将包含一个兆元数或者更大的列阵,并且至少具有两种颜色。更高的操作温度将也是这里的目标,因此,可以减小系统的功耗和重量。本文还设想了一种高性能的非致冷型传感器,其某些方面的性能介于第一代和第二代致冷型探测器之间,但其成本、重量和功耗却要小得多。最终的第三代传感器是一种成本很低的微型传感器。由于其体积小,重量轻,成本低,这种传感器将开辟一个全新的红外市场。未来无人管理的一次性使用的传感器、微型无人驾驶飞机以及装在头盔上的红外摄像机便属于这类新成果。

功能化石墨烯在第三代电化学生物传感器中的应用研究

石墨烯因具有大的比表面积、完整的?-?共轭结构及良好的生物相容性和优良的导电性能等特性,受到电化学研究者们的广泛关注.然而在应用过程中,本征态石墨烯存在水溶性差、与介质的相互作用较弱、易团聚等问题.通过使用非共价、共价、氮掺杂修饰的方法对石墨烯进行功能化,较好地改善了这一问题,扩展了石墨烯在电化学领域的应用.自2009年首次将功能化石墨烯应用于第三代电化学生物传感器的研究以来,近几年相关研究呈增多的态势.本文系统总结了自2009年以来,功能化石墨烯作为新型电极修饰材料在第三代电化学生物传感器研究中的相关工作,并阐述了其在该领域发展中遇到的问题.

新型离子液体用于碳糊电极的直接电化学研究

以1,2-二甲基咪唑、正溴丁烷和三氟甲基磺酰亚胺锂盐为原料,合成了液态范围宽、热稳定性好、无酸性质子的疏水性离子液体1-n-丁基-2,3-二甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺.将该离子液体作为黏合剂,制备离子液体/碳糊电极(CILE)和葡萄糖氧化酶/离子液体/碳糊电极(GOD-CILE),分别以铁氰酸钾溶液、磷酸氢二钠/磷酸二氢钾溶液(PBS,pH值为6.98)为电化学探针,研究CILE和GOD-CILE的直接电化学性能和电极表面形态.结果表明,与传统黏合剂石蜡相比,离子液体能有效地将石墨粉黏结,形成均匀平整界面,咪唑环和石墨层之间形成'π-π环'相互作用,使得电子在电极内的传递速率大大加快,电流响应明显增加;GOD吸附在CILE表面可保持生物活性,表现出一对峰形良好的准可逆氧化还原峰.离子液体良好的导电能力、'π-π环'相互作用和黏合性质促进了离子液体在第三代传感器中的研发.