壳聚糖复合材料在生物传感器中的应用.doc

壳聚糖复合材料在生物传感器中的应用 夏洪齐,顾婷婷*,王建丽 （辽宁科技大学 化学工程学院，鞍山114051） 摘 要 近年来，新型壳聚糖复合材料在生物传感器领域得到了广泛的研究和应用。由于同时具备了壳聚糖良好的生物相容性和成膜性以及纳米材料独特的物理化学性质，将其应用于生物传感器可以较大的提高传感器的检测性能，显著提高生物传感器检测的灵敏度，稳定性，缩短生化反应的时间和降低检出限。本文概述了壳聚糖复合材料在生物传感器应用中的最新研究进展（引用文献61篇）。 关键词 壳聚糖复合材料；生物传感器；生物分子固定化 中图分类号：O657 文献标识码：A 文章编号 Application of Chitosan Complex Materials in Biosensors XIA Hongqi, GU Tingting*, WANG Jianli (School of Chemical Engineering, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, China) Abstract Recently, the novel chitosan complex materials have been widely studied and applied in biosensors. Because of the good biocompatibility and film-forming ability of chitosan and the special physical and chemical properties of nano materials, chitosan complex materials are applied in the biosensors for improving the detection performance of biosensor, such as detection sensitivity, stability, reaction time and detection limit. The recent advances of applications of chitosan complex materials in biosensors are reviewed. Key words: chitosan complex materials; biosensor; biomolecular immobilization  生物传感器由于具备简便、快速、灵敏、廉价等优点，近年来在食品、医学、环境、军事等领域展现出了十分广阔的应用前景。在生物传感器的制备过程中，生物识别分子(酶、DNA等)的固定是一个关键步骤。生物分子的固定一般需要载体，而对载体的要求首先是生物相容性好，不应影响或干扰固定化生物分子的活性。壳聚糖(Chitosan)是甲壳质的脱乙酰基产物(图1)，具有无毒，生物相容性好，生物可降解，价廉，化学修饰能力好等优点[1-2]。由于壳聚糖具有天然高分子网状结构，能有效地保持生物活性而不泄漏，成膜后具有很好的吸附性稳定性被广泛用于生物分子的固定和修饰电极的制备[]。 图1 壳聚糖的结构示意图 Fig 1. Schematic diagram of chitosan structure. 自20世纪80年代德国物理学家Gleiter[6]首次发现纳米材料以来，纳米材料以其独特的物理化学性质，极大地引起了科学界的注意。在生物传感器领域，纳米材料由于具备较大的比表面积，优良的导电性能等，极大地降低了传感器的检出限，促进了新型生物传感器的研究[7-9]。特别是壳聚糖/纳米复合材料由于不但具备纳米材料的独特物理化学性能，而且还保持了壳聚糖良好的生物相容性和成膜性，在生物传感器的制备过程中受到了越来越多科研工作者的重视[10-12]。本文主要对领域应用做了初步的探索和研究Yard?mc?[19]等直接将辣根过氧化物酶与壳聚糖/CoFe2O4纳米颗粒混合液滴加在玻碳电极表面，利用吸附效应在室温下干燥制得用于检测过氧化氢的电化学生物传感器。结果表明：利用吸附法制备的壳聚糖/CoFe2O4纳米颗粒/酶复合膜很好地保持了过氧化氢酶的生物活性和电化学活性；且制备方法简单，膜材料廉价，传感的响应时间短，对底物的检测敏感度较高。Qi[20]等利用吸附法成功地将单链DNA探针固定在由壳聚糖，Co3O4纳米棒以及石墨烯混合得到的复合材料膜上，制备了一种新型高敏感度的检测金色葡萄糖球菌基因序列的DNA电化学生物传感器。这种壳聚糖/纳米/生物复合膜结合了Co3O4纳米棒的生物相容性，石墨烯的优秀电子传导