基于氧化酶的新型电化学生物传感器的研究

借助酶催化反应诱导生成纳米材料是构建电化学生物传感器的一个新的研究领域。本项目拟以葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、尿酸氧化酶和乙醇氧化酶四种氧化酶为模型酶，分别利用这四种酶对其底物葡萄糖、尿酸、胆固醇和乙醇的催化反应诱导电极表面生成金纳米粒子、利用氧化酶与过氧化物酶的双酶连续催化反应诱导电极表面沉积聚苯胺以及氧化酶催化反应对碱性磷酸酶催化反应诱导电极表面生成银纳米粒子的抑制，构置基于氧化酶和具有电化学活性纳米材料的生物传感器，建立评价酶活性和高选择性、高灵敏检测相应底物的电分析新方法。该研究对于扩展生物催化诱导生成纳米材料的应用领域、丰富化学修饰电极的研究内容以及开发新型仿生器件具有重要科学意义。

构置了三类共11种基于氧化酶及其与过氧化物酶、碱性磷酸酶耦合诱导生成金纳米粒子、聚苯胺等纳米材料的新型电化学传感器，实现了在自诱导纳米材料促进下葡萄糖氧化酶的直接电子转移，提出了一种与众不同的消除电化学生物传感中抗坏血酸干扰的新模式；并将生物催化诱导生成纳米材料的研究思路扩展到DNA杂交分析和细菌催化诱导生成纳米材料的新领域；建立了葡萄糖、胆固醇、尿酸、H2O2和DNA等生物物质的高灵敏、高选择性测定新方法，使相关测定灵敏度提高1至2个数量级、线性范围达3至4个数量级。完成论文20篇，其中在《Biosens.Bioelectron.》、《J. Mater. Chem.》和《Analyst》等期刊上发表论文11 篇。项目中取得的研究成果，为生命科学中相关生物物质的电子传递作用机理、定量分析以及纳米材料生物合成的研究提供了新的手段，对丰富化学修饰电极技术与理论、拓展电化学分析技术在生物领域中的应用范围具有重要意义。协助培养博士生5名、硕士生4名。