纳米ZnO修饰电极上低电位检测烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和乙醇

纳米ZnO修饰玻碳电极在0.23 V对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的氧化具有很好的催化活性, 与裸电极上NADH的氧化电位0.70 V相比, 该电位降低了0.47 V, 同时增强了抗干扰能力, 并在很大程度上减小了电极污染. 以乙醇脱氢酶(ADH)为例, 制备了ADH/ZnO修饰电极, 可用于脱氢酶底物乙醇的快速、灵敏检测, 并具有良好的重现性和稳定性. 研究表明纳米ZnO为构建脱氢酶底物的电化学传感器提供了一种新的生物兼容性材料.     

全酶型乙醇/氧气生物燃料电池的构筑及性能研究

本文以乙醇脱氢酶（ADH）和胆红素氧化酶（BOD）为生物催化剂,以碳纳米管为电极材料,构筑了全酶型乙醇/氧气生物燃料电池. 将乙醇脱氢酶负载于单壁碳纳米管（SWCNT）上,采用亚甲基绿（MG）为NADH的电化学催化剂,实现乙醇的生物电化学催化氧化,制备了生物燃料电池ADH/MG/SWCNT/GC的电极（阳极）. 同时,将胆红素氧化酶固定于单壁碳纳米管上,通过其直接电子转移,实现了氧气的生物电化学催化还原,制得生物燃料电池的BOD/SWCNT/GC阴极. 据此构筑了全酶型的无膜生物燃料电池,在空气饱和40 mmol·L^-1乙醇磷酸缓冲溶液中该电池开路电压为0.53 V,最大输出功率密度为11 μW·cm^-2. 以商品化伏特酒作为燃料,该生物燃料电池最大输出功率为3.7 μW·cm^-2.     

聚苯胺用作乙醇脱氢反应中的电子传递介质

脱氢酶（ADH）在电化学氧化还原反应中是很重要的一种酶,但它在催化有机分子脱氢反应时需烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）参与,后者从底物接收电子生成还原形NADH.脱氢酶电极是根据NADH的电化学氧化产生的阳极电流构成的[1－3].然而NADH与裸体炭电极和铂金电极之间的直接电子传递是非常困难的,往往需一个相当高的过电位[4].另一个问题是生成物易将电极玷污[5,6].克服这些问题的方法是使用均相电子传递介质,例如在底物溶液中加入Meldola蓝、Nile蓝A和NMP＋甲替硫酸盐等[7－9],及复相电子传递介质,例如将镍六氰基高铁酸盐固…     

便携式血糖仪检测前列腺特异性抗原

基于抗原-抗体特异性识别机理,以单克隆抗体Ab_1修饰的Fe_3O_4磁珠(MB-Ab_1)为反应平台,联合了多克隆抗体Ab_2和乙醇脱氢酶(ADH)修饰的金纳米颗粒(AuNPs)作为信标(AuNPs-Ab_2/ADH),便携式血糖仪(PGM)为检测手段,构建一种前列腺特异性抗原(PSA)检测方法。当PSA存在时,信标AuNPs-Ab_2/ADH通过抗原-抗体特异性识别被捕获到探针MB-Ab_1上,标记的ADH在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~+)的辅助下将乙醇催化为乙醛的同时,氧化态NAD~+被还原为还原态NADH。而PGM对NADH具有剂量依赖性,故可间接指示ADH的含量,进而用于PSA的检测。在最优条件下,PGM响应信号与PSA浓度的对数呈良好线性关系,线性范围为0.1～50.0 ng/mL,检出限为30 pg/mL。实际血清中PSA的加标回收率为83.3%～114.5%,相对标准偏差为0.05%～0.20%。     

聚酚藏花红功能碳纳米管生物阳极制备及其在乙醇传感器应用

应用电化学法聚合酚藏花红（PPS）功能化的单壁碳纳米管,以其作为烟酰胺辅酶（NADH）氧化的电化学催化剂（电极）,构建基于乙醇脱氢酶的安培型乙醇生物电化学传感器.该电极于0.0 V时,对NADH具有很好的催化性能.而单体酚藏花红则由于其电位过低（-0.48 V）,不能显示催化性能.循环伏安和计时安培法测试表明：该传感器...     

碳载Pt/Sb_(ad)电极上乙醇电催化氧化特征和原位FTIR反射光谱研究

用电化学循环伏安法和原位 FTIR反射光谱法研究了 Sb在碳载纳米 Pt膜电极 (nm -Pt/ GC)表面不可逆吸附的电化学特性及酸性介质中乙醇的吸附和电催化氧化特性 .结果指出 ,当扫描电位的上限 Eu≤0 .5 0 V(SCE)时 ,Sbad可以稳定地吸附在 nm-Pt/ GC电极表面 .与未修饰的 nm-Pt/ GC电极上结果相比 ,Sbad修饰的 nm-Pt/ GC/ Sbad/ (nm-Pt/ GC)的催化活性显著增加 .测得当覆盖度θsb=0 .1 3 7时 ,修饰电极对乙醇的电催化活性最高 ,乙醇氧化的峰电位负移了 0 .1 5 V,峰电流增大了 1倍 .原位 FTIR反射光谱的结果从分子水平揭示了 Sb修饰对乙醇氧化反应途径的选择功能 .     

碳纳米管的快速功能化及电催化

将耐尔兰(Nile Blue, NB)分子修饰到碳纳米管(CNT)表面形成NB-CNT纳米复合体, 谱学结果表明, NB不仅能快速、高效地修饰到CNT表面, 而且还能有效地改善CNT在水溶液中的分散性能. 将NB-CNT修饰到玻碳(GC)电极表面制备了NB-CNT/GC电极, 循环伏安结果显示, 其伏安曲线上不仅表现出一对良好的、几乎对称的NB单体的氧化还原峰, 式量电位E⁰'几乎不随扫速而变化[其平均值为(－0.422±0.002) V (vs. SCE, 0.1 mol/L PBS, pH 7.0)]; 而且还显示出NB聚合体分子的氧化还原峰, E⁰'为－0.191 V (100 mV/s时). 进一步的实验结果表明, NB和CNT对NADH(即还原型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸, 又称还原型辅酶I)的电化学氧化具有协同催化作用, 能使其氧化过电位降低多于560 mV; NB-CNT/GC电极还能较好地响应脱氢酶催化底物氧化过程中体系内NADH浓度的变化. 本文对碳纳米管功能化方法具有简单快速、电极制作容易以及催化效率高等优点, NB-CNT/GC电极有望在制作脱氢酶传感器方面得到应用.     

咖啡酸玻碳修饰电极对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的电催化氧化

研究了咖啡酸修饰电极的制备、性质及对NADH的电催化作用。修饰电极在0．1mol/L PBS缓冲溶液中(pH7．0)于0．0～ 050V(vs.Ag／AgCl)电位范围内呈现一对氧化还原峰，式量电位(E^0‘‘)为 0．250V(vs．Ag／AgCl)。E^0‘‘随pH增加而朝负方向移动，pH在5．0～8．0范围内，其线性回归方程为E^0‘‘=0．6233-0．05996pH，R=0．9969。表观电极反应速率常数(Kb)为12．3s^-1。电极反应的电子数为2且有2个质子参与。该修饰电极对NADH的氧化具有很好的电催化作用。NADH浓度在0．1—6．0mmol／L．范围内与峰电流呈现良好的线性关系。文中对电催化过程进行了探讨。     

基于碳纳米管修饰电极的脱氢酶传感器研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+/NADH)是目前已知300多种脱氢酶的辅酶,通过对NADH的检测,可以间接测定底物浓度或酶活力。如何利用电化学技术实现NADH的准确、快速、稳定检测,一直是电化学及生物传感领域的重要课题。碳纳米管(CNT)的发现为NADH的电化学检测注入新的生机。本文综述了近年来碳纳米管修饰电极在NADH电化学检测及脱氢酶生物传感器构建中的应用进展,并展望了其应用前景。     

低电位下用Ti-MCM-41修饰玻碳电极检测NADH

β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH),俗称还原型辅酶, 是参与酶催化反应中的一种重要的辅酶, 大约有几百种脱氢酶催化底物反应后能引起NADH含量的变化,因此,电化学检测NADH是传感器研究中1个重要的课题.由于在电极上的氧化有较大的过电位并且不可逆[1],如果在高电位下检测 NADH,试样中其他的电活性物质就会干扰测定,并且NADH在高电位氧化过程中会发生副反应而污染电极,使测定重复性变差[2].人们正努力寻找能够降低NADH氧化过电位的新的材料.近来,介孔分子筛子以其独特的结构和催化作用能够为电子传递提供环境以及可以抵抗生物降解而受到关注[3].介孔分子筛具有大的比表面, 高机械、热、化学稳定性, 好的吸附和渗透性,有着适度的维度能够作为一种通用的纳米反应器.这里采用Ti-MCM-41修饰GCE来降低NADH的过电位.实验表明该修饰电极对NADH的催化电流很大,稳定性好,响应速度快,实现了对NADH的低电位检测.     

介体型乙醇生物传感器的研制及应用

本文报道了电流型乙醇生物传感器的研制与应用。该传感器以健合型耐尔蓝修饰浸蜡石墨电极为基体电极，将乙醇脱氢酶及ＮＡＤ＾＋固定在人造丝网上，成为一种无试剂的乙醇生物传感器。在ｐＨ８．８的Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ介质中，该传感器的响应电流与乙醇浓度在０．１０－１．０ｍｍｏｌ／ｌ范围内有良好的线性关系。     

基于多壁碳纳米管的三电极血乙醇生物传感器的研究

采用丝网印刷技术在PVC基板上印制三电极,将多壁碳纳米管、麦尔多拉蓝、乙醇脱氢酶(ADH)以及氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)依次修饰在工作电极表面,然后在该三电极表面贴一层亲水膜,形成一个5μL反应池,制成血乙醇检测新型生物传感器检测条。结果表明,此生物传感器具有良好的准确性和稳定性;检测线性范围为0.5～20mmol/L,r=0.99493;检出限为0.22mmol/L;电流达到95%稳态时间小于15s。考察了pH值、温度及干扰物对生物传感器的影响。用此生物传感器和顶空气相色谱法对10份全血标本乙醇浓度平行测试,两者相关性良好r=0.97583。利用虹吸现象吸取微量全血直接定量测定乙醇浓度是此生物传感器的特点。     

低分子醇的流动注射双安培传感器

基于不可逆电对的双安培检测原理，设计了快速检测低分子醇的流动注射双安培传感器。该传感器由一支表面修饰有氧化铂的铂电极和一支洁净的铂电极构成，通过偶合一支电极上低分子醇的吸附氧化和另一支电极上氧化铂的还原两个不可逆电对，构建了双安培检测体系。在外加电位差为0．00V时，甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、丙三醇的吸附氧化电流与其浓度分别在0．01－8．00、0．01－8．00、0．01－8．00、0．01－4．00、0．01－4．00mol/L范围内呈线性关系；检出限分别为0．003、0．003、0．001、0．006、0．006mol/L(S/N=2)。该传感器具有结构简单、选择性好、效率高（180样／h)等优点，已成功应用于啤酒中乙醇的直接测定。     

蒙脱土-钌（II）螯合物杂化膜修饰电极对单磷酸鸟苷的光电催化氧化行为

研究了利用LB膜技术制备的蒙脱土-钌（II）螯合物杂化膜（Clay-Ru）修饰电极对单磷酸鸟苷的光电催化氧化行为．实验结果表明：（1）蒙脱土-钌（Ⅱ）螯合物的纳米单层杂化膜的平均厚度约为（3．4±0．5）nm;（2）紧密排列于ITO电极表面的非电活性蒙脱土的加入降低了电极的电化学活性,但有效提高了电极的稳定性;（3）具有供电子能力的单磷酸乌苷（GMP）的加入,能大大提高ITO／Ru和ITO／Clay-Ru修饰电极的电子传递效率;（4）纳米单层蒙脱土-钌（Ⅱ）螯合物杂化膜修饰电极的电子传递直接通过蒙脱土纳米单层进行．     

电沉积制备ZnO纳米棒修饰电极上氧化还原蛋白的电化学行为

采用恒电位阴极还原法在金电极表面一步修饰ZnO纳米棒, 制备成ZnO纳米棒修饰电极. 扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果显示制得的ZnO为直径约100 nm的六棱柱状纤锌矿晶体纳米棒. 使用ZnO纳米棒修饰的金电极研究细胞色素c的直接电化学行为, 结果表明: ZnO纳米棒修饰的金电极能有效探测到细胞色素c的铁卟啉辅基在不同价态下的电化学行为; 细胞色素c吸附后, ZnO纳米棒修饰的金电极对过氧化氢的电流响应呈现良好的线性关系.     

生物分子电催化的研究 Ⅳ: NADH在亚甲绿修饰石墨电极上的电催化氧化

本文以强烈吸附在石墨电极上的亚甲绿作为电子传递媒介体构成修饰电极。在-0.25V～+0.10V电位区间内, 吸附态的亚甲绿表现出相当可逆的氧化还原行为,电极反应有一个电子和一个质子参加。在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中, 其式量电位E°'为-0.14V, 表观电子传递速率常数K~a~p~p为4.4s^-^1。亚甲绿修饰电极对还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的电化学氧化具有明显的催化作用, 可使NADH的氧化过电位降低500mV, 它作为NADH的电化学安培检测器具有很高的灵敏度和良好的重现性。文中还用X光电子能谱(ESCA)、衰减全反射红外光谱(ATR)等现代分析技术对修饰电极进行了表征。     

烟酰胺辅酶在聚甲苯胺蓝膜修饰的玻碳电极上的电催化氧化

用循环伏安法在玻碳电极上电沉积一层稳定的甲苯胺蓝聚合物膜 ,研究了这层膜在 0 .2mol/L磷酸缓冲溶液 (pH 6 .86 )中的电化学性质 ,并且考察了该膜修饰的玻碳电极对烟酰胺辅酶 (NADH)的电催化作用 ,用旋转圆盘电极测量了NADH在该修饰电极上的催化反应常数。实验发现 ,在该修饰电极上 ,NADH氧化峰电位比未修饰的玻碳电极负移了 4 5 0mV ,且其催化反应速率常数为 3.5× 10 3 L·mol-1·s-1,说明聚甲苯胺蓝膜对NADH有良好的电催化作用     

碳纳米管／壳聚糖修饰电极的制备及其对NADH的电催化氧化

本文用浓硝酸活化多层碳纳米管,将壳聚糖与活化后的碳纳米管制备成复合材料,并将其滴涂于玻碳电极表面,制备出烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的电化学传感器。采用循环伏安法研究了该传感器的电化学性质以及对NADH的电催化氧化行为。实验结果表明,NADH在该电极上于 0.37V(vs.SCE)左右出现一氧化峰,与未修饰的玻碳电极相比,该修饰电极明显降低了NADH的氧化峰电位,消除了反应中间产物对电极表面的污染问题。对实验条件进行了优化,建立了碳纳米管/壳聚糖修饰电极微分脉冲伏安法测定NADH的方法。本文方法具有较好的重现性和选择性,对NADH检测的线性范围为1.0×10-4~9.0×10-3mol/L,检测限为9.2×10-5mol/L。     

铁铂核壳纳米粒子修饰玻碳电极制备及对亚硝酸盐还原的电催化性能

通过循环伏安法（CV）在玻碳（GC）电极表面电沉积出分布较为均匀的纳米Fe粒子,制得纳米Fe粒子修饰的GC（纳米Fe/GC）电极,再经“电荷置换”制得具有Fe核Pt壳结构的纳米粒子修饰的（纳米PtFe/GC）电极。 SEM结果显示,纳米Fe/GC和纳米PtFe/GC表面粒子的形貌均呈立方体形,分布较为均匀,粒径在60 nm左右。 纳米PtFe/GC电极对亚硝酸盐的还原具有很高的电催化活性。 3种电极的电催化活性顺序依次为：纳米Fe/GC＜纳米Pt/GC＜纳米PtFe/GC。 相对于纳米Pt/GC电极,纳米PtFe/GC电极的起始还原电位（Ei）正移了0.14 V,还原峰电流（ip）增大了3倍。     

盐酸克伦特罗在纳米ZnO和多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为

制备了纳米ZnO与多壁碳纳米管(MWNTs)复合修饰玻碳电极(ZnO-MWNTs/GCE),考察了盐酸克伦特罗(CLB)在该修饰电极上的电化学行为。实验结果表明:纳米ZnO与MWNTs显著增强了修饰电极对盐酸克伦特罗的伏安响应,增加了电极的有效表面积,改善了电极的导电性和电催化活性。在2~30μmol·L-1和30~500μmol·L-1浓度范围内,CLB在所制备的修饰电极上的电流响应与其浓度线性关系良好,且该电极具有较好的重现性和稳定性。