非硅基介孔材料在第三代电生物传感器中的应用

来源：发布时间：2014-09-25

　　除了无机介孔硅基材料，许多科研工作者也发现了其他介孔材料在第三代生物传感器上的应用潜力，例如：介孔碳、介孔硅－碳及介孔金属氧化物。
　　介孔碳由于它的低成本和在导电方面出色的表现，在固载蛋白质方面受到研究者们的关注。研究者使用壳聚糖作为介孔碳和玻碳电极表面之间的连接剂，通过层层组装的方法制备了（Hb/CMK-3）n多层膜。修饰层达到六层之前，随着层数的增加，Hb的氧化还原信号也在增加，这就意味着多层固载Hb参与了直接电子转移。当ｎ＝６的时候，峰电流大。层数继续增长后，电流逐渐趋于平稳。另外，（Hb/CMK-3）6电极对氧气具有良好的催化效果，其催化能力比固载于二氧化钛多层膜的Hb还要好。孙威等人使用介孔碳作为葡萄糖氧化酶的载体并混合离子液体，制备新型碳糊电极。固载葡萄糖氧化酶表现出良好的直接电子转移信号，且对葡萄糖具有灵敏的响应和较低的米氏常数。该研究者同时也强调该方法具有一定的普适性，可以固载其他氧化还原蛋白质用于第三代生物传感器中的研究。磁性介孔碳因其既具有介孔结构可以固载酶的优点同时也具有磁性的易分离特性，因此受到了研究者们的关注。于晶晶首次利用磁性介孔碳固载葡萄糖氧化酶实现了酶的直接电。
　　除了介孔碳和介孔硅－碳，有些金属氧化物介孔材料也在制造第三代生物传感器方面吸引了人们的关注。目前能够固载并实现蛋白质直接电的介孔金属氧化物主要有：二氧化钛，Nb2O5，Al2O3，氧化铟锡，ZrO2，ZnO等。随着膜厚的增加，Cyt.C的直接电响应增强。固载于二氧化钛膜中的Hb也表现出同样的直接电信号，通过动力学分析，膜中的电子转移属于有限扩散模式。该研究表明，二氧化钛介孔空间为蛋白质提供了适宜环境，有利于蛋白质的直接电子转移，而且随着膜厚的增加，不仅仅是电极表面的蛋白质参与了直接电子转移。除此之外，实验证明，钨的介孔氧化物和介孔Nb205也都可以实现蛋白质的直接电子转移。制备得到的Hb／WO3和HRP／Nb205电极对NO-2和H2O2具有良好的检测性能。