光学复合生物敏感材料制备条件优化与性能 AI口I节： 、，I boV一 、髑。 级 密 分类号 UDC 武多萎理歹大署 学 位 论 文 题 目 盘堂复金生堑丝盛盐盘剑垒釜鲑垡垡鱼!睦丝 conditionand 英文 Optimalpreparation performance 题 目 Qf Qp!i堡垒!鱼Q堡卫!曼墨biQ墨曼堕墨ing蛩!丛星!i垒!墨 王 超 研究生姓名 姓名黄俊职称教授学位盥士 指导教师单位荔垫堡五由；磊三妄五 申请学位级别 学科专业名称 王堂巫 挝盘堂 论文提交日期 2Ql!生垒月 论文答辩日期2Q!生月 学位授予单位峦婆墨王盘堂学位授予日期 答辩委员会主席 评阅人 201 1年5月 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： El期：垫丝!金主全 至嫠 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保 留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密的论文在解密后应遵守此规定 El期：竺!：窒：生 武汉理工大学硕士毕业论文 摘要 人体有关生物量 如血糖等 的检测对于人类疾病的早期诊断和健康监测 具有十分重要的意义。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、使用方便、抗干扰能力强以及可实时在线检测 等优点，为血糖的检测提供了一种有效的途径。近年来光纤生物传感器一直是 国内外研究的热点方向，基于酶催化的光纤生物传感器的研究最为广泛。 研制高性能的光学生物敏感材料是研制高性能光纤生物传感器的关键技术 之一。本文研制了两种新型光学复合敏感材料，一种是以醋酸纤维素为酶固定 载体的CA光学复合生物敏感膜，另一种是以CoFe204Si02磁性纳米复合粒子 为酶固定载体的溶胶凝胶光学复合生物敏感膜，并构建了基于此光学复合生物 敏感膜的光纤葡萄糖传感器，研究了传感器的性能。由于两种光学复合生物敏 感材料中同时含有光敏剂和生物酶，即同时具有催化和光敏功能，可以有效地 提高光纤生物传感器的响应速度和检测精度，有利于传感器的微型化，为这类 传感器的应用打下了基础。 主要研究内容和结果包括以下几方面： 1 以醋酸纤维素为载体，采用包埋法和共价交联法制备同时固定有荧光 敏感膜的酶固定条件进行优化，研究高碘酸钠、乙二胺、戊二醛、GOD的浓度 以及反应时间对CA光学复合敏感膜GOD酶活的影响，并确定最佳固定酶溶液 的pH值。实验表明用CA膜固定GOD的最佳固定化条件为：高碘酸钠浓度 21h；溶液pH值为65。 2 研究和对比了CA光学复合生物敏感膜上的固定化酶和游离酶的性 质，如最适催化温度、最适催化pH值、热稳定性和储藏稳定性等。构建了此 CA光学复合生物敏感膜的光纤葡萄糖传感器测试系统，使用锁相放大技术， 实现了对葡萄糖溶液浓度的检测。研究了该传感器的响应时间、标准曲线、传 感器的稳定性和重复性等相关性能，得到以下结果：传感器的响应时间为20s； 在葡萄糖溶液的浓度为20-600 mgdL范围内，滞后相移与葡萄糖溶液浓度有良 武汉理工大学硕士毕业论文 好的线性关系；传感器的检测下限和上限分别为10 mgdL和600mgdL；传感 器的稳定性和重复性良好。 3 制备了CoFe20dSi02磁性纳米复合粒子，利用偶联剂3氨基丙基三 已氧硅烷对CoFe20dSi02磁性纳米复合粒子进行硅烷化改性，制备出表面氨基 功能化的磁性纳米复合粒子。对此复合粒子进行表面形貌和磁学性能表征。以 CoFe20dSi02磁性纳米复合粒子为载体，以戊二醛为交联剂，制备得到 CoFe204Si02磁性纳米复合粒子固定化酶。 剂，用溶胶凝胶法制各得到同时包含CoFe204Si02磁性纳米复合粒子固定化酶 和荧光指示剂的溶胶凝胶光学复合生物敏感膜。研究了DDSTEOS不同配比、 反应体系pH值、膜干燥条件、共溶剂等因素对此光学复合生物敏感膜性能的 影响。构建了基于此光学复合生物敏感膜的光纤葡萄糖传感器测试系统，使用 锁相放大技术，实现了对葡萄糖溶液浓度的检测。研究了该传感器的响应时间、 标准曲线、传感器的重复性和长期稳定性等相关性能，得到以下结果：传感器 的响应时间为20s；在葡萄糖溶液的浓度范围50-600 mgdL内，滞后相移与葡 萄糖溶液浓度有良好的线性关系；传感器的检测下限和上限分别为10 mgdL和 650 mgdL：传感器的稳定性和重复性良好。 关键词：光学复合生物敏感膜，固定化酶，稳定性，光纤葡萄糖传感器 武汉理工大学硕士毕业论文 Abstract biomassinhuman as of Thedetectionof great body suchglucose is health forthe ofdiseasesand significanceearlydiagnosis monitoringFiberoptic biosensorhas assmalldiameter information manyadvantages，such probe，huge transmission to energyconsumption，fastresponsetime，lowcost,easy capacity，low and ofreal-timeandonline antiinterference ability use，strong possibility an for detectionInrecent effective monitoring，whichprovide way glucose y