摘要：对生物体内有关生物量以及环境中污染物的有效检测目前已成为国内外探讨的热点。人体血糖水平是衡量新陈代谢水平的重要指标之一,血糖含量的检测对糖尿病的早期诊断与治疗十分重要。2-氯苯酚(2-CP)具有较强的毒性、持久性、抗生物降解性、生物积累性和环境转移性,由此准确而迅速地测定环境中2-CP的残留量,对监测、制约生物圈中2-CP的含量有着重要作用。光纤生物传感器因其具有探头直径小、信息传输量大、能量损耗低、响应快、成本低、利用方便、抗干扰能力强以及可实时在线检测等优点,为生物体内有关生物量以及环境中污染物的检测提供了一种有效的途径。其中对基于酶催化的光纤生物传感器的探讨最为广泛。利用固定化技术酶的稳定性可以得到大幅度提升。而仿生酶与天然酶相比,具有性能稳定、制备简单、成本低等优点。这些特点为光纤酶传感器的实际运用提供了基础。本论文设计和制备了两种基于酶催化的光纤生物传感器：一种是基于固定化GOD催化的光纤生物传感器。我们以Si02纳米粒子固定化葡萄糖氧化酶(GOD)为基础,采取溶胶-凝胶技术,制备同时含有固定化GOD和光敏剂Ru(bpy)3CI2的光学复合传感膜,并对其性能进行了探讨和优化。同时构建了用于检测葡萄糖的光纤传感器,并对传感器的传感性能进行了探讨。另一种是基于四硝基铁(Ⅱ)酞菁仿生酶催化的光纤生物传感器。我们以醋酸纤维素包埋光敏剂Ru(bpy)3Cl2制备光学氧敏感膜,构建了用于检测2-CP的光纤传感器,并对该传感器的传感性能进行了探讨。主要探讨内容和结果包括以下几方面：(1)以Si02纳米粒子为载体制备了固定化GOD,再以DDS﹑TEOS﹑盐酸、聚乙二醇400等为原料,以Ru(bpy)3CI2为荧光指示剂,利用溶胶-凝胶技术制备了同时包含固定化GOD和荧光指示剂的溶胶-凝胶光学复合生物传感膜。探讨了DDS/TEOS复合醇盐配比、酸催化剂含量、PEG400改性剂和膜干燥条件对此光学复合生物传感膜性能的影响。(2)构建了基于溶胶-凝胶光学复合生物传感膜的光纤葡萄糖传感器,利用锁相放大技术,实现了对葡萄糖溶液浓度的检测。探讨了该传感器的响应时间、标准曲线、重复性和长期稳定性等相关性能。探讨表明：在葡萄糖溶液的浓度范围50～600mg/dL内,葡萄糖溶液浓度与相对滞后相移有良好的线性联系,传感器的检测下限和上限分别为50mg/dL和700m/dL；传感器的响应时间为15s,且该传感器的稳定性和重复性良好。(3)基于四硝基铁(Ⅱ)酞菁对氯酚的催化氧化反应,构建了光纤2-CP传感器,以钌(Ⅱ)联吡啶配合物为光敏剂并固定在醋酸纤维素膜中,利用锁相放大技术,实现了对2-CP浓度的间接检测。探讨表明：在1×10-6～7×10-6mol/L和7×10-6～1×10-4mo1/L两个浓度范围内,2-CP浓度与相对滞后相移有较好的线性联系,检测下限为1×10-6mol/L。传感器的响应时间为5分钟,且该传感器具有较好的重复性和长期稳定性。关键词：光学复合生物传感膜论文固定化酶论文四硝基铁(Ⅱ)酞菁论文光纤生物传感器论文
中文摘要4-6
Abstract6-11
第一章 绪论11-26
1.1 光纤生物传感器介绍11-14
1.1.1 光纤生物传感器的结构及工作原理12
1.1.2 光纤生物传感器特点及分类12-13
1.1.3 基于酶催化的光纤生物传感器介绍13-14
1.2 酶的固定化及仿生酶探讨进展14-18
1.2.1 酶的固定化介绍14-16
1.2.2 仿生酶介绍16-18
1.3 葡萄糖检测策略介绍18-20
1.3.1 光反射法19
1.3.2 场效应管法19
1.3.3 光电比色法19
1.3.4 酶电极法19-20
1.3.5 光纤葡萄糖传感器20
1.4 2-CP检测策略介绍20-22
1.4.1 高效液相色谱法20-21
1.4.2 气相色谱法21
1.4.3 毛细管电泳法21
1.4.4 分光光度法21
1.4.5 传感器检测法21-22
1.5 生物传感膜介绍22-23
1.5.1 生物传感膜的特点及分类22
1.5.2 几种常见的成膜策略22-23
1.6 选题的目的、作用与主要探讨内容23-26
1.6.1 选题目的和作用23-24
1.6.2 课题的来源及主要探讨内容24-26
第二章 基于固定化葡萄糖氧化酶催化的光纤生物传感器探讨26-44
2.1 引言26-27
2.2 实验部分27-32
2.2.1 试剂与仪器27-28
2.2.2 葡萄糖氧化酶的固定化策略28-29
2.2.3 溶胶-凝胶光学复合生物传感膜的制备与表征29-30
2.2.4 基于固定化葡萄糖氧化酶催化的光纤传感器的检测原理及策略30-32
2.3 结果与讨论32-42
2.3.1 溶胶-凝胶光学复合生物传感膜制备及其性能的影响因素32-36
2.3.2 溶胶-凝胶光学复合生物传感膜表征36-38
2.3.3 光纤葡萄糖传感器标准检测曲线38-39
2.3.4 传感器的响应时间39-40
2.3.5 传感器的重复性及长期稳定性40-41
2.3.6 干扰物检测41-42
2.4 本章小结42-44
第三章 基于四硝基铁(Ⅱ)酞菁催化的光纤生物传感器探讨44-58
3.1 引言44
3.2 实验部分44-48
3.2.1 试剂与仪器44-45
3.2.2 光学氧敏感薄膜的制备与表征45-46
3.2.3 四硝基铁(Ⅱ)酞菁的制备46
3.2.4 光纤2-CP传感器检测原理及策略46-48
3.3 结果与讨论48-57
3.3.1 光学氧敏感膜的制备与表征48-49
3.3.2 催化剂用量对耗氧速率的影响49-50
3.3.3 光学氧敏感膜对溶解氧的响应50-52
3.3.4 2-氯苯酚标准检测曲线52-53
3.3.5 传感器的响应时间53-54
3.3.6 传感器的重复性及长期稳定性54-55
3.3.7 干扰离子检测55-57
3.4 本章小结57-58
第四章 结论58-60
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