氨基化树枝状介孔二氧化硅固定葡萄糖氧化酶用于检测葡萄糖

以三乙胺为碱源合成了树枝状介孔二氧化硅纳米粒子（DMSNs），并用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行氨基修饰合成了氨基化树枝状介孔二氧化硅纳米粒子（DMSNs-NH₂），将其用于葡萄糖氧化酶（GOD）的固定化研究.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、氮气吸附仪及热重分析仪对固定化GOD（DMSNs-NH₂-GOD）进行了表征，测定了其活性及蛋白载量.结果表明，固定化GOD的直径约为200 nm，形状均一，呈分散的球形微粒；在最佳固定条件下，蛋白载量达225 mg/g，酶活性达215 U/mg；固定化GOD检测葡萄糖的最低检测限为0.0014 mg/mL.利用固定化GOD检测了血清和饮料中的葡萄糖，重复使用36次以上其相对酶活性仍剩余80%.该方法操作方便、准确度高，提高了酶的pH稳定性、热稳定性及重复使用性，降低了检测成本.     

基于中空多孔金纳米/石墨烯复合纳米材料的葡萄糖氧化酶直接电化学及其生物传感研究

采用溶液相牺牲模板法制备中空多孔金纳米粒子（HPAuNPs）,并将该材料与还原氧化石墨烯（rGO）复合,用于葡萄糖氧化酶（GOx）在玻碳电极（GCE）表面的有效固定,构建GOx/HPAuNPs/rGO/GCE传感界面。利用扫描和透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射谱、红外光谱及电化学等方法对材料的形貌与结构,GOx的固定化过程,以及传感器的直接电化学和电催化性能进行表征。结果表明,HPAuNPs和rGO的协同作用能有效促进GOx与电极之间的直接电子转移（DET）。基于GOx/HPAuNPs/rGO/GCE对葡萄糖的良好电催化性能,该方法有效实现了对葡萄糖的高灵敏度检测,其电流响应的线性范围为0.05～7.0 mmol/L,检出限（S/N=3）为16μmol/L。该传感器具有良好的选择性、重现性及稳定性,对实际样品血清中血糖的测定结果令人满意,回收率为98.0%～103%,相对标准偏差不大于5.0%。     

两种功能化纳米金粒子固酶电极的催化性能

以合成的4-巯基苯甲酸功能化纳米金粒子和聚乙烯基吡啶包覆纳米金粒子分别作为固酶载体,制备了2种新型固酶电极,在此基础上组装了2种酶燃料电池。采用电化学方法结合紫外可见分光光度法、透射电镜技术等手段研究了固酶载体的形貌,酶-载体间相互作用对电极表面固定酶分子的光谱学性质,酶-电极间直接电子迁移能力和催化底物反应性能的影响,进一步评估和比较了两种酶燃料电池的能量输出性能。实验结果表明：4-巯基苯甲酸功能化纳米金粒子固酶基电极可以实现酶-电极间的直接电子迁移而且对葡萄糖和氧气具有良好的催化性能(催化反应起始电位分别为-0.03和0.96 V,底物转化频率分别是1.3和0.5 s^-1),其催化性能的重现性、长期使用性能、酸碱耐受性和热稳定性良好,随着自组装固酶层数的增加,催化性能随之增强直至达到极限催化电流;电池性能测试结果表明4-巯基苯甲酸功能化纳米金粒子固酶基燃料电池的开路电压为0.88 V,最大输出能量密度：864.0 μW·cm^-2,长期使用性能优异(储存3 周后仍可达到最佳能量输出的80%以上)。     

核-壳结构TiO_2@Pt复合纳米颗粒修饰的葡萄糖生物传感器

制备了核-壳结构的TiO2@Pt复合纳米颗粒,并修饰于恒电位沉积的普鲁士蓝-壳聚糖(PB-CS)杂化膜表面,以固定葡萄糖氧化酶。由于TiO2@Pt复合纳米颗粒的引入显著增大了传感器的导电性和酶的固载量,同时CS的掺杂,防止了PB的泄露,使得传感器对葡萄糖具有较好的催化作用。该传感器在1.2×10-6~1.1×10-3mol·L-1范围内,响应电流与葡萄糖浓度呈良好的线性,相关系数(r)为0.998 6,检出限(S/N=3)达到4.0×10-7mol·L-1,灵敏度为13.31 mA·mol·L-1·cm-2。对0.3 mmol·L-1的葡萄糖标准溶液连续检测5次,其相对标准偏差为3.8%。     

壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶生物传感器测定葡萄糖的含量

应用壳聚糖将葡萄糖氧化酶固定于鸡蛋膜上,结合氧电极制得葡萄糖传感器.实验表明,壳聚糖比戊二醛能更好地固定葡萄糖氧化酶,最佳条件为壳聚糖浓度0.3%、固定化酶量0.8 mg、 pH 7.0、缓冲溶液浓度300 mmol/L和温度25 ℃.本葡萄糖传感器的线性范围为0.016～1.10 mmol/L;检出限为8.0 μmol/L(S/N=3), 响应时间<60 s,有很好的稳定性,寿命>3个月.同一个传感器重复使用以及同方法制作的不同传感器之间都有很好的重现性,RSD分别为2.5%(n=10)和4.7%(n=4).实际样品中可能存在的烟酰胺、 VB6、 VB12、 VE、Ca2+、 Mg2+、 K+和Zn2+等对葡萄糖的测定不产生干扰.本传感器已成功地应用于市售饮料中葡萄糖含量的测定.     

壳聚糖-纳米金-葡萄糖氧化酶生物传感器的制备及其应用于葡萄糖的测定

采用了一种简便快捷的电沉积方法制备了壳聚糖-纳米金复合膜并应用于葡萄糖生物传感器的构建.氯金酸和壳聚糖的混合液在玻碳电极表面电化学还原为金纳米粒子,再将葡萄糖氧化酶通过戊二醛交联的方式固定在纳米金复合膜修饰的玻碳电极表面,制成一种新型的葡萄糖氧化酶生物传感器.该传感器对葡萄糖的响应十分快速,在5 S内即达到平衡.测定葡萄糖的线性范围为20μmol·L-1～5 mmol·L-1,检出限(3S/N)为12μmol·L-1.     

二茂铁功能化Fe_3O_4/碳纳米管/壳聚糖复合膜葡萄糖生物传感电极的研究

采用交联法制备了羧基二茂铁功能化Fe3O4纳米粒子(FMC-AFNPs)复合材料,并将该复合纳米材料与多壁碳纳米管(MWNTs)、壳聚糖(CS)及葡萄糖氧化酶(GOD)混合修饰于自制的磁性玻碳基底(MGC)表面,制备了GOD/FMC-AFNPs/MWNTs/CS复合膜生物传感器电极.实验结果表明,FMC-AFNPs复合材料有效地克服了二茂铁在电极表面的泄漏,且FMC-AFNPs/MWNTs/CS复合膜良好的生物兼容性较大地改善了固定化GOD的生物活性.MWNTs具有良好的导电性和大比表面积,在修饰膜内可作为电子传递"导线",极大地促进电极的电子传递速率,提高电极的电催化活性和灵敏度.该电极的葡萄糖检测的线性范围为1.0×10-5~6.0×10-3mol·L-1,检测限为3.2×10-6mmol·L-1(S/N=3),表观米氏常数为5.03·10-3mmol·L-1,且有较好的稳定性和重现性.     

纸基葡萄糖电化学生物传感器的研究及应用

基于纳米金的自催化无电沉积镀金技术,采用混合纤维素滤膜作为模板,制备了一种纳米多孔纸基薄膜金电极。以该金滤膜电极作为基底电极,使用Nafion溶液分散的碳纳米管-纳米铂(PtNPs)复合材料作为载体,实现了葡萄糖氧化酶(GOD)的直接电化学,并建立了一种低成本的纸基葡萄糖电化学传感器。该传感器对葡萄糖具有良好的安培响应,葡萄糖浓度在5.0×10-6~2.5×10-3 mol/L范围与其0.55V处的氧化电流呈良好的线性关系(R=0.999),检测限(S/N=3)为1.0×10-6 mol/L。制备了8支传感器,对25μmol/L葡萄糖进行检测,结果的相对标准偏差为6.03%,表明该传感器具有较好的重现性。     

溶胶凝胶法制备固定化酶柱并应用于化学发光型的葡萄糖传感器

溶胶凝胶过程以期纯度高，均匀性强，处理温度低，反应条件易于控制等优点成为生物传感器中一种颇具前途的固化方法。利用硅酸乙酯的溶胶凝胶化过程对葡萄糖氧化酶进行固化，并制备了不同载体下的ＧＯＤ酶柱。实验结果表明ＧＯＤ可在ＳｉＯ２的溶胶凝胶体中保持较高的活性。     

纳米金-还原氧化石墨烯修饰葡萄糖氧化酶传感器的制备及其电流法检测饮料中的葡萄糖

利用纳米金(Au NPs)与还原氧化石墨烯(rGO)复合纳米材料制备了葡萄糖氧化酶生物传感器并用于饮料中葡萄糖含量的检测。将壳聚糖作为还原剂及稳定剂,通过一步法合成了Au NPs-rGO复合材料,并通过物理吸附固定葡萄糖氧化酶(GOx)来制作GOx生物传感器。该传感器在磷酸盐缓冲溶液(0.1 mol/L,p H6.0)中,-0.45 V(vs.Ag/Ag Cl)电位下电流法检测葡萄糖含量,线性检测范围为0.01~0.88 mmol/L,灵敏度为22.54μA·mmol-1·L·cm-2,检出限为1.01μmol/L,且表观米氏常数为0.497 mmol/L。该传感器用于多种饮料中葡萄糖含量的直接检测,结果满意。