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无机介孔材料的独特性能

来源 : www.biosensor1.org   发布时间 : 2014-09-25

  自从1977年Hill和Kuwana发表了使用电子促进剂4,4′-联吡啶促进CytC的电反应的报告后,近些年来关于第三代生物感应器的研究得到了广泛地发展。迄今为止,各种各样的新型电极材料和多种蛋白质已经被应用于第三代生物传感器的研究。鉴于能够实现直接电子转移的蛋白质种类有限,新型材料的发现和使用为第三代生物传感器的发展拓宽了道路。表面活性剂,聚合物,凝胶以及无机材料都被证明是蛋白质很好的固载材料并可以促进氧化还原蛋白质的直接电子转移。相对于有机材料来说,无机材料因具有规整的结构,可调节的孔结构,很好的机械稳定性及热稳定性等优良性质,而受到生物材料研究者的广泛关注。

  无机介孔材料因其纳米孔道具有的小尺寸效应、表面与界面效应使其呈现出独特性能。而且,一般生物大分子如蛋白质、酶、核酸等,当它们的分子质量在1-100万时尺寸小于10nm,相对分子质量在1000万左右的病毒其尺寸在30nm左右。有序无机介孔材料的孔径可在2-50nm连续调节和无生理毒性的特点使其非常适用于酶、蛋白质等的固定和分离。1996年Diaz和Balkus发表了第一篇关于分子筛固载蛋白质的文章,自此无机介孔材料应用于固载蛋白质的研究有了飞速的发展。目前,使用无机介孔材料固载蛋白质已经在生物分离和催化领域得到了深入研究。一系列蛋白质和酶(例如血红蛋白、过氧化氢酶和蛋白水解酶)已被用于制备多种生物-介孔杂化材料。研究表明,尽管被固定酶的活性通常低于溶液中的酶,但被固定在介孔基底上的酶与溶液中的酶相比,往往具有更高的稳定性。无机介孔材料在第三代电介孔材料的引入,为构建新型、高效的生物传感器体系提供了机会。

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