【摘要】 本研究揭示CTAB改性Dellite作为酶固定化新型载体的双重功能：构建高灵敏度葡萄糖生物传感器（检测限0.081μM）并展现革兰氏阳性菌抑制能力。深入解析材料改性机理、生物传感器构建工艺及抗菌活性评价，为多功能生物检测技术开发提供新思路。

一、引言：酶固定化载体的技术革新

在生物电化学检测领域，酶固定化技术直接影响传感器性能。传统有机聚合物载体存在成本高、稳定性不足等问题，而新型粘土基材料（如CTAB改性Dellite）凭借其独特的物化特性，为生物传感器开发提供了创新解决方案。本研究通过系统实验验证了CTAB-Del复合载体在葡萄糖检测及抗菌应用中的双重价值。

 

二、材料制备与表征

CTAB改性Dellite材料结构演变示意图

图 1. Del 和 CTAB-Del 样品的 TGA 曲线【1】

实验采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对天然粘土矿物Dellite进行改性。通过FTIR、XRD分析证实CTAB成功插入层状结构中，TGA热重分析显示改性后材料热稳定性显著提升（图1）。改性后CTAB-Del重量损失达42%，其中23wt.%为CTAB有效负载，印证了改性工艺的可靠性。

 

三、生物传感器构建与性能验证

采用戊二醛交联法将吡喃糖氧化酶（PyOx）固定于玻碳电极表面，构建CTAB-Del/PyOx生物传感器。在-0.7V恒电位条件下，该传感器对葡萄糖检测表现出优异性能：

  • 线性响应范围：0.01-0.50mM
  • 检测限：0.081μM（S/N=3）
  • 响应方程：y=4.42x+0.004（R²=0.998）

实际样品测试显示，该传感器对饮料中葡萄糖检测回收率达95.2-103.8%，验证了其实际应用可靠性。

 

四、抗菌活性实验分析

通过纸片扩散法评估材料抗菌性能，结果显示：

1.原始Del无显著抑菌活性

2.CTAB-Del对金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌呈现中等抑制效果（抑菌圈直径12-15mm）

3.对大肠杆菌等革兰氏阴性菌无明显抑制作用

 

五、技术优势与应用前景

与常规载体相比，CTAB-Del展现出三大核心优势：

1.高负载能力：23%的CTAB有效负载量

2.双功能特性：兼具生物传感与抗菌功能

3.经济环保：天然粘土基材料成本降低40%

该技术已成功应用于饮料快速检测领域，未来可拓展至医疗诊断、食品安全监测等场景，特别是其抗菌特性为开发自清洁生物传感器提供了新思路。

 

参考文献：【1】Maiga M, Yalcinkaya E E, Sonmez B, et al. CTAB modified dellite: A novel support for enzyme immobilization in bio-based electrochemical detection and its in vitro antimicrobial activity[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2016, 235: 46-55.

 

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