基于微受型电极的半乳糖生物传感器地研究.pdfVIP

E009 基于微腔型电极的半乳糖生物传感器的研究 贾能勤朱燕章宗穰+ 上海师范大学化学系，上海200234 educn e-mall：qnJla@shtll 随着微电子技术和微机械加工技术应用于各种化学传感器、生物传感 器的制作，化学传感器、生物传感器可望批量生产，且使之成为价廉的商品 应用于医学、环境检测等方面。九十年代以来，逐渐有具有三维结构的各种 腔型电极的研究报导【l“。腔型电极具有平面电极难以比拟的优点，它提供了 一个稳定的微区环境，信号干扰减小，制作化学传感器、生物传感器不需经 过复杂的表面处理而能较好进行固定化，并能保护酶膜，增加微型传感器的 寿命等等。近年来，有少量以各种类型的腔体为基体制作生物传感器的报 道。临床上半乳糖含量的测定在医学上具有重要作用，对半乳糖血症的早期 诊断和治疗有重要意义。而以腔体为基体电极的半乳糖传感器还无报道。 本文报道的酶传感器基础电极是利用微机械加工技术制作的具有三维结 构的微腔型传感器，如图1所示。微芯片具有三维腔体(腔深300岫，铂工作电 极l2×l 芯片上。然后通过明胶包埋半乳糖氧化酶溶液滴入腔体中，再用戊二醛交 联，构成微腔型半乳糖酶传感器。本文对微腔型电极进行了电化学特性的 表征，并且测试了微腔型半乳糖酶传感器一系列性能。 微腔型传感器的制作过程见文献…．微腔型电极结构示意图如下 b 沁≤ C 图l微腔型电极的结构示意图 al2xl2mIn2工作电极；b c．玻璃基底；d硅层 A啦gCl参比电极： 上海市教委发展基金资助项目 E009 结果与讨论： l、腔型电极的电化学特性： 未键台硅片的裸露铂电极和键合硅片后所得的 控型电极在铁氰化钾溶液中的循环伏安图基本相似，呈可逆反应。说明键合 硅片工艺对工作电极表面状况及其电化学性质影响小。利用腔型电极测定了 不同铁氰化钾浓度下的响应电流，响应电流与浓度之阀呈线性关系，与常规 平面铂电极的电化学行为相似。说明腔型电极同样具有良好的电化学特性， 可作为生物传感器的基体电极。 v． 2、基于微腔型电极的半乳糖酶传感器性能：该酶传感器工作电位为+o．7 传感器的检测上限为6．0mM，响应时间为30．50S。对柠檬酸钠．氢氧化钠、醋酸 钠．氢氧化钠，磷酸缓冲溶液等三种缓冲溶液进行比较，以磷酸缓冲镕液为 最适宜。在磷酸缓冲液中适宜pH范固为：7O_7．5。响应灵敏度为34nA恤M。用 酶电极对半乳糖浓度为o．5mM的溶液重复测定6次，相对标准偏差为3．1％，平 均回收率为101．6％。传感器连续使用二周后响应电流、斜率基本不变。 实验结果表明利用微机械加工技术制作具有三维结构的腔型传感器为 生物传感器提供了崭新的发展前景。目前作者正在尝试研究多腔型生物传感 器。 感谢中科院上海冶金所朱建中老师、张匿雄老师为本实验制作了电极，并提出了有 益的建议。 Ac缸latorsB 【1】ChciI-Y衄Ti趣，N朗g-QinJia，RollgWang+Z0咀g—R丑丑g盈ang，etaI，S。地ors雅d 52(1998)119-224 et al，Biose螂。略＆Bi∞l咖llics 【2JRSteinkIdIl，C．D咖血dmt，K．C耻眦蚴曲，M．Knon ll(1996)187 Seifen，M．鼬10Ⅱe