论文总字数：16297字

摘 要

开发设计同时具有血液分离和血液检测功能的新型材料，在血液临床检测效率、医疗急救中的紧急输血筛查具有重要的意义，并且具有广阔的市场应用。本论文主要研究开发新型生物材料来简化血液检测的步骤，将血液分离与检测相结合，开发性能稳定、价格低廉、可批量生产并使用的血液分离检测膜。研究内容涉及普鲁士蓝修饰生物传感器、聚吡咯修饰生物传感器、考察膜上普鲁士蓝/聚吡咯的氧化还原行为、葡萄糖氧化酶的固定、考察生物传感器的性能等。我们制备的膜表面均匀，沉降在膜上的普鲁士蓝/聚吡咯有良好的氧化还原能力，能稳定分离出单纯的血清，分离出的血清中不含白细胞、红细胞等成分。在固定葡萄糖氧化酶之后，能进行准确的葡萄糖含量的检测。

关键词：膜分离；普鲁士蓝；聚吡咯；生物传感器

Preparation of Sensing Film Based on Prussian Blue (PB)

Abstract

Develop and design new materials with both blood separation and blood detection capabilities, urgent blood transfusion screening in blood clinical testing efficiency and medical emergency is of great significance, and has a broad market application. This paper focuses on the steps to develop new biomaterials to simplify blood tests, integrate blood separation and detection, develop stable, inexpensive, and mass-producedandused blood separation detection membranes. The research involved Prussian blue-modified biosensors, polypyrrole-modified biosensors, the redox behavior of Prussian blue/polypyrrole on membranes, the immobilization of glucose oxidase, and the performance of biosensors. The surface of the membrane we prepared was uniform, and the Prussian blue/polypyrrole that settled on the membrane had good redox ability, and it could stably separate the serum. The separated serum did not contain leucocytes or red blood cells. After the immobilization of glucose oxidase, accurate glucose detection can be performed.

Key words：Membrane separation;Prussian blue;Polypyrrole;biosensor

目录

摘要 I

Abstract II

第一章文献综述 1

1.1 研究背景 1

1.2 膜分离技术 2

1.2.1膜分离技术的原理和分类 2

1.2.2 膜分离技术的应用 3

1.3 生物传感器 4

1.3.1 生物传感器的原理 4

1.3.2 生物传感器的应用 5

1.4 普鲁士蓝与聚吡咯 6

1.4.1 普鲁士蓝 6

1.4.2 聚吡咯 7

1.5 本文研究目的和关键技术以及采用的研究手段 8

第二章试验方法和表征方法 10

2.1试剂与仪器 10

2.1.1 实验试剂 10

2.1.2 主要仪器 10

2.2 PB/PPy修饰中空纤维膜的制备 11

2.2.1 吡咯溶液的制备 11

2.2.2 K₃Fe(CN)_6、Cl₃Fe•6H₂O混合溶液的制备 11

2.2.3 PB/PPy修饰中空纤维膜 11

2.2.4PB/PPy修饰中空纤维膜的氧化还原性能检测 11

2.2.5 PB/PPy修饰中空纤维膜进行血液分离性能实验 12

2.2.6中空纤维膜上固定葡萄糖氧化酶 12

2.2.7 中空纤维膜固定葡萄糖氧化酶后进行葡萄糖氧化还原检测 12

2.3 性能的表征 12

2.3.1 FESEM 12

2.3.2 X射线衍射分析（XRD） 13

2.3.3 红外色谱法 13

2.3.4循环伏安曲线（CV） 13

第三章分析与讨论 14

3.1 FESEM 14

3.2 X射线衍射分析（XRD） 15

3.3红外色谱法 15

3.4血液分离前后各细胞含量 16

3.5 循环伏安法 17

3.5.1 PB/PPy修饰中空纤维膜氧化还原行为 17

3.5.2 固定葡萄糖氧化酶的 PB/PPy修饰中空纤维膜对葡萄糖的氧化还原行为 17

第四章结论与展望 20

4.1 结论 20

4.2 展望 21

参考文献. 22

致谢 24

第一章文献综述

1.1 研究背景

自21世纪以来，能源、医疗、环境等领域的发展都与相应的自然学科的发展息息相关。特别在生物生命及医疗领域，由于与人类的健康、生命相关，相关科学研究是世界范围内研究重点关注的地方。生物传感器的研究与开发是生物以及生命领域非常重要的研究开发方向，其主要应用在临床的诊断、工业控制、食品药品的分析、环境保护等相关领域。在现代医疗中，血液生化检测在临床的诊断、DNA检测、药物分析、细胞培养等各方面起到重要的作用。由于血液存在复杂的成分组成，所以要做到对血液的生理物质高效而准确的检测分析是有挑战的任务。由于血液的凝血机制和其他的干扰会使血液检测的结果对检测的环境相当敏感。所以，先将新鲜采集的血液进行分离，分离出有效的检测对象，然后针对检测，各个步骤都独立分开，需要耗费较长的时间，效率不高，，并且所需的设备复杂，无法测目标的不同目的再分离出血浆、血清、血细胞和其他的组分，再进行生化分析检测，才能得到准确的分析结果。当今临床中使用的生化检测需要经过血液的分离、提取血清然后对血清进行生化分析检即时地获得分析结果。

作为一种新型的分离技术，膜技术具有绿色、低碳、高效以及可持续等特点，在水处理、生物发酵只要、废气过滤回收等领域有广泛的应用。如今，在血液分离、净化、透析等医学方面也进行着研究和应用。但，膜污染和膜对于血液相容性方面的问题也限制着膜材料在医学方面的发展，而且，大部分现有的膜材料导电性和催化活性上并不能满足生物传感所需的要求，因此，在现有膜材料进行研究改性使之在这些方面得到改善是近些年来膜材料研究方面的热门。而要寻找一种新型的材料来实现血液分离和传感同步结合，就要同时具备良好的血液相容性，且无毒，有良好的成膜性和导电性以及催化活性。

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