pH敏感型酶生物燃料电池的设计及其在药物释放中的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1. 酶生物燃料电池概述酶生物燃料电池（ebfc）具有体积小，生物相容性好，能在温和条件下运行等优点，可以在生理温度和近中性介质等温和条件下提供可持续能源，这在医疗植入物，药物泵，生物传感器和其他设备领域引起了广泛的关注。

目前，在体酶生物燃料电池主要分为两类：一类是在体内植入式酶生物燃料电池，如将生物燃料植入蟑螂、蛤蜊、蜗牛体内，通过动物体内血液中的葡萄糖作为底物为生物燃料电池供电[1];另一类是体外可穿戴式生物燃料电池，如将生物燃料电池贴于皮肤表面，通过人类体液产生的乳酸作为底物为为生物燃料电池供电[2]。

体外可穿戴式生物燃料电池一直取得不断进步。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究内容1.pH响应释放ZIF-8药物容器的制备；2.聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯修饰生物阳极的制备；3.石墨烯-金纳米材料生物阴极的制备；4.ZIF-8药物容器pH释放性能的研究；5.聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极的pH响应性能研究；6.聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极的药物释放性能研究；7.聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极的生物电化学性能研究；8.石墨烯-金纳米材料生物阴极的电化学性能研究；9.pH响应生物燃料电池的pH响应性能研究；10.pH响应生物燃料电池的药物释放性能研究；11.pH响应生物燃料电池的药物评价性能研究；拟采用的手段1.原位合成法制备ZIF-8@3-MA载药材料，使用XRD、SEM、FT-IR进行表征；2.使用自由基引发方法聚合聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯使其前聚液包裹葡萄糖氧化酶和ZIF-8@3-MA；使用滴涂法将前聚液滴涂在玻碳电极表面，在电极表面形成均匀聚合物修饰膜。

通过SEM、FT-IR进行表征；3.使用原位还原法制备石墨烯-金混合纳米材料，使用XRD、SEM、TEM、FT-IR、UV进行表征；4.使用UV测试ZIF-8@3-MA在不同pH下的药物释放性能；5.通过CV、EIS电化学技术探究聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极在电化学探针下不同pH响应表现；6.通过UV测试电化学技术探究聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极的药物释放性能研究；7.通过UV测试电化学技术探究聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极的生物电化学研究；8.通过CV、OCP电化学技术探究石墨烯-金纳米材料生物阴极的生物阴极电化学性能；9.通过LSV、OCP电化学技术探究由聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯/ ZIF-8@3-MA生物载药阳极和石墨烯-金纳米材料生物阴极组成的生物燃料电池在不同pH下的电化学性能；10.通过UV测定pH响应生物燃料电池的响应释放性能；11.通过LSV、OCP电化学技术探究药物评价性能研究。