文献综述

基于阳极氧化铝支撑体的纳米网格膜的制备

1.1 课题背景

21世纪人类在信息、能源、资源、环境和健康等领域取得的科学与技术的进步依赖于分析科学的发展，特别是生命科学院与环境科学的发展对分析化学提出了更高的要求。在这些研究领域中，微量与超微量生物物质的原位在线分析，对相关环境物质高灵敏度、高选择性的检测成为相关学科发展的关键问题之一。以化学修饰电极为基础的电化学传感器以其选择性好、灵敏度高、分析快速、分析手段多样化、易于微型化和自动化等特点在环境监测、临床诊断、食品分析等领域得到了广泛研究与应用。

1.2 电化学生物传感器

生物传感器是一类具有识别能力的生物活性组分与信号转换期结合用于分析检测相应的目标物质的分析器件^[1]。生物传感器是一门由生命科学、分析化学、材料科学、信息科学技术等多学科交叉渗透的新兴学科。相对于其他的分析器件而言，生物传感器具有选择性高、分析速度快，操作简单、易于携带、成本低，易于实现在线监测,甚至活体分析等优点。

根据生物分子识别元件上的灵敏物质种类的不同，生物传感器可分为酶传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、核酸传感器、微生物传感器、分子印迹传感器^[2]。根据信号转换器类型的不同，生物传感器可分为电化学型、光学型、压电型，声波型、热敏型生物传感器，其中电化学型生物传感器因仪器设置简单、成本低、检测灵敏度高、产品易于微型化而得到广泛关注^[3]。根据测量信号的不同，电化学生物传感器分为电流型（安培型）、电位型、电导型和场效应晶体管型传感器。

电流型酶传感器（酶电极）是生物传感器领域中最重要、应用最广泛的一种类型，与之结合的酶可以是氧化还原酶、过氧化物酶、脱氢酶等。工作原理为：电极表面发生酶反应所需要或产生的电子通过媒介体转移到电极上，被检测到响应电流，根据电流大小确定底物的浓度；或者通过检测酶反应的产物再电极表面发生氧化还原反应时在电极上产生的响应电流来间接反映底物的浓度。

以普鲁士蓝（Prussian Blue，PB）为代表的过度金属氰化物以其优良的电催化性能在电化学生物传感器领域被广泛应用。