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OMC在電化學(xué)生物傳感器中的應(yīng)用論文
電化學(xué)生物傳感器采用電極作為換能元件，可用于檢測(cè)樣品中的生物分子�，F(xiàn)代生物傳感器的概念的提出源于 1962 年，Leland C. Clark Jr 等[1]將葡萄糖氧化酶附著于氧電極，設(shè)計(jì)了第一支電流型葡萄糖酶電極，至此開(kāi)啟了生物傳感器了的大門(mén)。作為傳感器的一個(gè)重要分支，電化學(xué)生物傳感器已廣泛應(yīng)用于免疫分析、生物代謝產(chǎn)物分析、生物芯片等多個(gè)領(lǐng)域，未來(lái)電化學(xué)傳感器的發(fā)展必將受到更廣泛的關(guān)注。
有序介孔碳熱力學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、催化性等性能良好，適于構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器，以下主要從三個(gè)方面對(duì) OMC 在電化學(xué)生物傳感器方面的應(yīng)用做簡(jiǎn)單介紹。
1 基于有序介孔碳-離子液體的電化學(xué)生物傳感器
離子液體（Ionic Liquids,IL）是一種由含氮、磷的有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子組成的離子化合物，由于其在室溫附近呈液態(tài)，故又稱(chēng)為室溫離子液體。
由于其沸點(diǎn)高、難揮發(fā)、無(wú)污染，因而也被視為“綠色溶劑”。與大多數(shù)電解質(zhì)和傳統(tǒng)的有機(jī)試劑相比，IL 具有一系列突出的特點(diǎn)：室溫呈液態(tài)、高沸點(diǎn)、難揮發(fā)、溶解能力強(qiáng)、溶解性和粘稠度可調(diào)控、電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等，自 IL 發(fā)展以來(lái)，在電化學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用.
Zhu 小組將石墨粉、石蠟、離子液體（1-乙-甲基咪唑乙基硫酸鹽，1-ethyl-3-methylimidazoli-um ethylsulphate,[EMIM]EtOSO3）按照適當(dāng)比例混合制成碳糊電極（CILE），進(jìn)而將分散在 Nafion 溶液中的 OMC 修飾于 CILE 表面，制成新穎的 Nafion-OMC/CILE 修飾電極，從而構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)對(duì)雙鏈 DNA 檢測(cè)的電化學(xué)生物傳感器。Sun 小組[8]將介孔碳、葡萄糖氧化酶（GOD）、離子液體（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate）組合成微電極，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖的有效檢測(cè)，該傳感器的研制為多種酶電極的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了參考依據(jù)。Dong 小組將有序介孔碳羧基化處理后與離子液體（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluo-rophosphate）研磨，修飾于玻碳電極表面，在高濃度的抗壞血酸存在的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì) DA 和尿酸（UA）的電化學(xué)檢測(cè)，同一溶液中，對(duì)氧化峰相近的 DA、UA、AA 三種物質(zhì)能進(jìn)行有效的區(qū)分。
2 基于有序介孔碳-殼聚糖的電化學(xué)生物傳感器
殼聚糖是自然界含量豐富的天然高分子聚合物，其成纖成膜及粘合性良好，安全環(huán)保、可降解，且具有良好的生物兼容性，現(xiàn)代社會(huì)以廣泛應(yīng)用與農(nóng)業(yè)、環(huán)境和生物等多個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，殼聚糖在傳感材料應(yīng)用方面已較迅速的發(fā)展.
目前，基于有序介孔碳和殼聚糖的傳感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)許多生物分子的檢測(cè)。例如，Erhui 等[13]研制了納米復(fù)合物沉積的印刷電極，納米復(fù)合物由石墨化的介孔碳、麥爾多拉藍(lán)（meldola's blue）、乙醇脫氫酶 （ADH） 和輔煙酰胺腺嘌呤核苷酸 （NAD+）的殼聚糖溶液組成，該傳感器對(duì) NADH 有顯著的催化作用，且選擇性高，對(duì)生物體內(nèi)常見(jiàn)的干擾物質(zhì)DA、UA、AA、過(guò)氧化氫和多種金屬離子均無(wú)明顯的電化學(xué)響應(yīng)。Lin 等[14]將納米金功能化介孔碳，通過(guò)二者的協(xié)同作用，放大了電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)，借助于石墨烯和殼聚糖的修飾的玻碳電極及固定癌胚抗原抗體，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)癌胚抗原的探測(cè)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，該免疫傳感器的線性范圍為 0.05 pg/mL ~ 1 ng /mL,最低檢測(cè)限低至 0.024 pg/mL,該傳感器的放大信號(hào)設(shè)計(jì)在對(duì)其它分析物的超靈敏檢測(cè)具備較大的潛力。Feng 等[15]通過(guò)殼聚糖將有序介孔碳（CMK-3）固定在玻碳電極表面，然后通過(guò)層層自組裝作用將血紅蛋白修飾于上一步修飾電極表面，構(gòu)建了（Hb/CMK-3）n 敏感膜，該膜在 pH 7.0的溶液中，于-377 和-296 mV 出現(xiàn)一對(duì)穩(wěn)定的氧化還原峰，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)雙氧水（H2O2）的檢測(cè)。
3 基于有序介孔碳-導(dǎo)電聚合物的電化學(xué)生物傳感器
導(dǎo)電聚合物具有三維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)，能夠提供許多可利用的勢(shì)場(chǎng)，其高濃度的活性基，不僅可以提高電化學(xué)響應(yīng)，同時(shí)有利于電催化，與此同時(shí)，導(dǎo)電聚合物還具有穩(wěn)定的機(jī)械、化學(xué)和電化學(xué)性能，制備簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)摻雜，導(dǎo)電聚合物可給出或接受電子，從而具有氧化還原催化功能，常作為電催化劑或載體。現(xiàn)如今，導(dǎo)電聚合物已迅速發(fā)展成為化學(xué)修飾電極的研究熱點(diǎn)[16]之一。
近年來(lái)，基于有序介孔碳和導(dǎo)電聚合物的傳感器在對(duì)生物分子檢測(cè)方面已有了顯著的進(jìn)展。例如，Luo 等[17]在玻碳電極表面修飾薄的聚脯氨酸功能化的有序介孔碳材料，為天然雌激素的傳感檢測(cè)提供的一個(gè)新的平臺(tái)。該傳感器對(duì)女性血清樣品中的雌激素進(jìn)行了實(shí)際樣品檢測(cè)，結(jié)果令人滿(mǎn)意。Lu 小組[18]將 OMC 與聚中性紅構(gòu)建的復(fù)合材料修飾于電極表面，構(gòu)建傳感器電化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì) NADH 和2-巰基乙醇有良好的電化學(xué)響應(yīng)。Dai 等[19]利用葡萄糖氧化酶為中介體，以聚合物 4-羥基丁基丙烯酸酯為粘合劑，探討了介孔碳構(gòu)成的絲網(wǎng)膜印刷電極對(duì)葡萄糖的電化學(xué)響應(yīng)。
有序介孔材料比表面積高、孔容大、孔徑可調(diào)、形貌可控、孔道結(jié)構(gòu)有序，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)將在電化學(xué)生物傳感器方面發(fā)揮更大的作用。
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