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微電極由于具有納米材料的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等優(yōu)點,對酶電極的電子傳遞具有促進作用,并且在傳質(zhì)過程中,電活性物質(zhì)從本體溶液到電極表面的擴散由平面擴散變?yōu)閺较驍U散,其傳質(zhì)情況獲得了改善,電子傳遞速率加快;同時,由于微電極有效面積的減小也有效地降低充放電電流,從而提高電流信號的信噪比,有效降低電化學(xué)的檢測下限。
微電極陣列由多支微電極并聯(lián)組成,它很好地保持了微電極的特點,且可有效放大響應(yīng)電流,可以在常規(guī)儀器上獲得滿意的電化學(xué)信號而受到越來越多的研究者關(guān)注。
夏興華制備了納米金球腔微電極陣列,研究Hb在納米金球腔陣列上的直接電化學(xué)和對H2O2的電催化,池曉雷制備了氧化鋅(ZnO)球腔微電極陣列,將Hb吸附在ZnO球腔陣列上制備了H2O2傳感器。
本文利用LB技術(shù)和溶膠-凝膠法制備二維有序TiO2球腔陣列,研究Hb在TiO2球腔陣列上的直接電化學(xué)及對H2O2的電催化性能。
利用sol-gel法制備了二維有序性良好的TiO2球腔陣列,通過循環(huán)伏安法研究表明該陣列具有微電極陣列的特性。利用吸附法將Hb直接固定在TiO2球腔陣列/ITO電極上,研究酶在修飾電極上的電化學(xué)活性和對H2O2的電催化活性。實驗結(jié)果表明:由于TiO2的親水性環(huán)境能很好地保持蛋白質(zhì)的生物活性,球腔陣列所具有的特殊的網(wǎng)狀球腔結(jié)構(gòu)具有更大的比表面積,能有效提高電極表面蛋白質(zhì)的負載量,并且,TiO2球腔陣列所具有的微電極特性極大改善了蛋白質(zhì)在電極表面的傳質(zhì)過程,提高了電流信號的信噪比。Hb/TiO2球腔陣列/ITO對H2O2的電催化快速靈敏,具有較低的檢出限,催化電流在一定范圍內(nèi)與H2O2濃度呈線性關(guān)系,為構(gòu)建電流型H2O2生物傳感器提供了一種方法。