项目名称: 离子液体基电活性纳米多孔复合材料的制备及其在电化学生物传感器中的应用

项目编号: No.21203126

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 物理化学

项目作者: 张玲

作者单位: 沈阳师范大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 酶的活性保持及电子媒介体的引入方式是影响第二代电化学生物传感器性能的重要因素。鉴于此,本项目拟以介孔硅和粘土层状材料等酶的优良载体为基底,对其进行离子液体修饰化,利用修饰化离子液体的离子交换性实现多种水溶性电子媒介体的固载,制备系列电活性纳米多孔材料。在此基础上,利用物理吸附或"剥离-重组装"方法固载酶,构筑新型电化学生物传感器。由于该方法可实现酶与水溶性电子媒介体在纳米孔道中的共同固载,因而不但可有效解决以往研究中使用聚合物为固载基底所造成的酶固载量低等缺点,还可为固载酶提供适宜的微环境,并有利于电催化过程中物质的传输和扩散。基于此,传感器有望具有良好的性能以及在极端条件下的检测稳定性。此外,以纳米多孔材料所构筑的电化学生物传感器为模型,研究酶在有序结构中的电子传递机理,探讨传感器性能与载体结构之间的关系,可为后续优化材料、合理设计高性能传感器提供理论依据。

中文关键词: 介孔硅;石墨烯;离子液体;铁氰根离子;电化学生物传感器

英文摘要: The maintainance of enzymatic activtiy and the introduction of electron mediator were important factors affecting the performance of the second-generation electrochemical biosensor. In view of this, nanoporous materials, such as mesoporous silica and clay were chosen as the matrixs to construct the novel biosensor. Firstly, the nanoporous materials were modified with ionic liquids groups which endowed the materials with ion-exchange property. Secondly, with help of ion-exchange property and porosity nature of the nanoporous materials, the co-immobilization of water-soluble electron mediator and enzyme in porous matrix could be successfully achieved. Then, the novel biosensor could be constructed by the resulting composites. In comparison with traditional polymer based biosensor, the nanoporous composites were more attractive because of their nanoporous structure and large specific surface area. The porous structure of the composites gave high loading of enzyme and promoted the transfer rate of the substance. In addition, the nanopore of the composites could also provide the biocompatible environment for immobilized enzyme, which was expected to make the sensor with good stability under extreme conditions. Moreover, the electron transfer mechanism of the enzyme immobilized in ordered inorganic structures was also

英文关键词: mesoporous silica;graphene;ionic liquid;ferricyanide;electrochemical biosensor

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