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OMC在電化學生物傳感器中的應用論文
電化學生物傳感器采用電極作為換能元件，可用于檢測樣品中的生物分子�，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，設計了第一支電流型葡萄糖酶電極，至此開啟了生物傳感器了的大門。作為傳感器的一個重要分支，電化學生物傳感器已廣泛應用于免疫分析、生物代謝產物分析、生物芯片等多個領域，未來電化學傳感器的發(fā)展必將受到更廣泛的關注。
有序介孔碳熱力學穩(wěn)定性、導電性、催化性等性能良好，適于構建電化學生物傳感器，以下主要從三個方面對 OMC 在電化學生物傳感器方面的應用做簡單介紹。
1 基于有序介孔碳-離子液體的電化學生物傳感器
離子液體（Ionic Liquids,IL）是一種由含氮、磷的有機陽離子和無機陰離子組成的離子化合物，由于其在室溫附近呈液態(tài)，故又稱為室溫離子液體。
由于其沸點高、難揮發(fā)、無污染，因而也被視為“綠色溶劑”。與大多數電解質和傳統(tǒng)的有機試劑相比，IL 具有一系列突出的特點：室溫呈液態(tài)、高沸點、難揮發(fā)、溶解能力強、溶解性和粘稠度可調控、電化學性質穩(wěn)定等，自 IL 發(fā)展以來，在電化學領域得到廣泛的應用.
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）按照適當比例混合制成碳糊電極（CILE），進而將分散在 Nafion 溶液中的 OMC 修飾于 CILE 表面，制成新穎的 Nafion-OMC/CILE 修飾電極，從而構建了實現(xiàn)對雙鏈 DNA 檢測的電化學生物傳感器。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，實現(xiàn)了對葡萄糖的有效檢測，該傳感器的研制為多種酶電極的開發(fā)應用提供了參考依據。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，實現(xiàn)了對 DA 和尿酸（UA）的電化學檢測，同一溶液中，對氧化峰相近的 DA、UA、AA 三種物質能進行有效的區(qū)分。
2 基于有序介孔碳-殼聚糖的電化學生物傳感器
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)代社會以廣泛應用與農業(yè)、環(huán)境和生物等多個領域。近年來，殼聚糖在傳感材料應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實現(xiàn)對許多生物分子的檢測。例如，Erhui 等[13]研制了納米復合物沉積的印刷電極，納米復合物由石墨化的介孔碳、麥爾多拉藍（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 NADH 有顯著的催化作用，且選擇性高，對生物體內常見的干擾物質DA、UA、AA、過氧化氫和多種金屬離子均無明顯的電化學響應。Lin 等[14]將納米金功能化介孔碳，通過二者的協(xié)同作用，放大了電化學響應信號，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，成功實現(xiàn)了對癌胚抗原的探測，在最佳實驗條件下，該免疫傳感器的線性范圍為 0.05 pg/mL ~ 1 ng /mL,最低檢測限低至 0.024 pg/mL,該傳感器的放大信號設計在對其它分析物的超靈敏檢測具備較大的潛力。Feng 等[15]通過殼聚糖將有序介孔碳（CMK-3）固定在玻碳電極表面，然后通過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)一對穩(wěn)定的氧化還原峰，經過檢測，可實現(xiàn)對雙氧水（H2O2）的檢測。
3 基于有序介孔碳-導電聚合物的電化學生物傳感器
導電聚合物具有三維網絡空間結構，能夠提供許多可利用的勢場，其高濃度的活性基，不僅可以提高電化學響應，同時有利于電催化，與此同時，導電聚合物還具有穩(wěn)定的機械、化學和電化學性能，制備簡便的優(yōu)點。經過摻雜，導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�，F(xiàn)如今，導電聚合物已迅速發(fā)展成為化學修飾電極的研究熱點[16]之一。
近年來，基于有序介孔碳和導電聚合物的傳感器在對生物分子檢測方面已有了顯著的進展。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提供的一個新的平臺。該傳感器對女性血清樣品中的雌激素進行了實際樣品檢測，結果令人滿意。Lu 小組[18]將 OMC 與聚中性紅構建的復合材料修飾于電極表面，構建傳感器電化學性能穩(wěn)定，對 NADH 和2-巰基乙醇有良好的電化學響應。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，探討了介孔碳構成的絲網膜印刷電極對葡萄糖的電化學響應。
有序介孔材料比表面積高、孔容大、孔徑可調、形貌可控、孔道結構有序，獨特的結構將在電化學生物傳感器方面發(fā)揮更大的作用。
參考文獻：
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