基于金纳米棒-壳聚糖复合膜的葡萄糖生物传感器

本文采用金纳米棒-壳聚糖复合膜固定葡萄糖氧化酶构建电流型葡萄糖生物传感器.通过电化学交流阻抗法和循环伏安法对酶膜状态进行了表征,得到了相应的等效电路和动力学参数.实验结果表明,金纳米棒-壳聚糖复合膜可以辅助电子传递,提高电极的电流响应,并使生物传感器的使用温度范围有很大的扩展.此传感器表现出对葡萄糖溶液浓度的优良响应,线性范围在2.78×10^-5mol/L—2.22×10^-3mol/L,响应灵敏度约为7.819μA·cm^-2(mmol/L)^-1,表观米氏常数为10mmol/L.本工作还研究了温度和溶液pH值对电极电流响应的影响.     

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.     

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.     

壳聚糖纳米球和纳米金修饰葡萄糖生物传感器的研究

构造了一种以碳纳米管接枝的壳聚糖为基底,然后将羧基二茂铁电聚合在其氨基化的表面,利用负电荷的表面组装PDDA保护的纳米金,最后通过静电吸附葡萄糖氧化酶,制得了新型的葡萄糖生物传感器。在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.0×10-6~2.9×10-3mol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为1.4×10-6mol/L。此外,该传感器还具有灵敏度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点。     

基于纳米复合材料/壳聚糖膜的葡萄糖生物传感器研究

采用纳米普鲁士蓝/金纳米粒子/壳聚糖(nano-PB/AuNPs/Chit)复合膜固定葡萄糖氧化酶(GOD)构建新型葡萄糖生物传感器。通过电化学阻抗谱以及电流-时间曲线法(I-t)研究了传感器的电化学特性。结果表明,传感器在葡萄糖浓度为0.01～1.0 mmol/L范围内呈线性,响应灵敏度为68.15μA.(mmol/L)-1.cm-2,表观米氏常数为5.1 mmol/L。该传感器可用于糖尿病人血糖的测定。     

镀铂金电极上电沉积碳纳米管-葡萄糖氧化酶-壳聚糖的新型生物传感器

通过电化学沉积将壳聚糖、葡萄糖氧化酶和碳纳米管固定到镀铂金电极上,制备了一种新型葡萄糖生物传感器.探讨了铂的电沉积时间、壳聚糖化学沉积时间、缓冲溶液pH和工作电位等对该牛物传感器的影响.实验结果表明,该生物传感器线性范围为1×10~(-6)1.2×10~(-2)mol/L,相关系数为0.9974,检测限为5.0×10~(-7)mol/L,响应时间≤8 s;血清中的尿酸、抗坏血酸等对葡萄糖的测定无干扰.利用该生物传感器测定了人血清中的葡萄糖,回收率在97%～105%之间.该生物传感器线性范围较宽,灵敏度高,响应迅速,抗干扰能力强,有望成为一种可推广的新型葡萄糖检测器.     

基于聚间苯二胺-壳聚糖复合膜的葡萄糖电化学生物传感器

采用循环伏安法在铂电极表面形成聚间苯二胺-壳聚糖复合膜;以戊二醛为交联剂将葡萄糖氧化酶共价固定在复合膜上形成葡萄糖电化学生物传感器;运用扫描电镜考察复合膜的形貌特征;考察了壳聚糖用量和电位循环圈数对膜特性的影响;采用电流-时间法考察了该传感器对葡萄糖的电化学响应特性。结果表明,该传感器对葡萄糖有较快的响应速度(3.5s),在0.02m mol·L-1~1.27mmol·L-1浓度范围内响应电流与葡萄糖浓度成正比,检测极限为0.01m mol·L-1,样品测定的加标回收率为97.1%~102.5%。该传感器具有较好的选择性,对葡萄糖的测定具有较高的准确度与精密度。     

纳米颗粒复合材料增强的葡萄糖生物传感器

二氧化硅和金或铂组成的复合纳米颗粒可以大幅度地提高葡萄糖生物传感器的电流响应,其效果明显优于这三种纳米颗粒单独使用时对葡萄糖生物传感器的增强作用。除了具有吸附浓缩效应,吸附定向和量子尺寸颗粒 应外,复合纳米颗粒比单独一种纳米颗粒更易于形成连续势场,降低电子在电极和固定化酶间的迁移阻力,提高电子迁移率,有效地加速了酶的再生过程,因此复合纳米颗粒显著增强了传感器电流响应。     

基于二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖纳米复合薄膜制备葡萄糖生物传感器

利用壳聚糖(CHI)溶液分散了纳米二氧化钛(nano-TiO2)和多壁碳纳米管(MWCNT),将该分散液修饰于玻碳电极表面形成纳米复合薄膜;用戊二醛为交联剂在该纳米复合层上固定了葡萄糖氧化酶(GOx),同时以二茂铁为电子媒介体构建了一种新型葡萄糖传感器。利用扫描电镜(SEM)、交流阻抗(AC)对所制备的传感器进行了表征,同时用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)考察了其对葡萄糖的电催化氧化性能。实验结果表明,在优化测试条件下该传感器对葡萄糖在0.5～20.0 mmol.L-1范围内有线性响应,检出限为0.2 mmol.L-1;电流达到95%的稳态时间小于5 s;此生物传感器具有良好的重现性和选择性,能有效排除抗坏血酸、尿酸等常见干扰物的影响并成功应用于饮料中葡萄糖含量的测定。     

基于多壁碳纳米管和聚丙烯胺层层自组装的葡萄糖生物传感器

经混酸处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)末端及侧壁带有含氧基团,能与阳离子聚电解质通过静电作用结合,也能与酶蛋白非特异性结合。利用层层自组装法在铂(Pt)电极表面构建了聚丙烯胺(PAA)-MWC-NTs-葡萄糖氧化酶(GOx)膜,研究了自组装薄膜的表面微观形貌和电化学性质。组装层数为6层时最优,对葡萄糖响应线性范围为5.0×10-4~2.10×10-2mol/L;检出限为1.0×10-4mol/L(S/N=3);灵敏度为4.95μA/(mmolcm2),响应时间3.80s;GOx表观米氏常数为17.79mmol。对抗坏血酸等具有较强的抗干扰能力,10天后电极响应电流保持最初的91.79%。3次平行实验的RSD为4.85%。     

Organically Modified Sol‐Gel/Chitosan Composite Based Glucose Biosensor

A new type of organically modified sol‐gel/chitosan composite material was developed and used for the construction of glucose biosensor. This material provided good biocompatibility and the stabilizing microenvironment around the enzyme. Ferrocene was immobilized on the surface of glassy carbon electrode as a mediator. The characteristics of the biosensor were studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The effects of enzyme‐loading, buffer pH, applied potential and several interferences on the response of the enzyme electrode were investigated. The simple and low‐cost glucose biosensor exhibited high sensitivity and good stability.     

Glucose Biosensor Based on the Fabrication of Glucose Oxidase in the Bio-Inspired Polydopamine-Gold Nanoparticle Composite Film

A highly efficient enzyme immobilization method has been developed for electrochemical biosensors using polydopamine films with gold nanoparticles (AuNPs) embedded. This simple enzyme fabrication method can be performed in very mild conditions and stored in a long time with high bioactivity. The fabricated amperometric glucose biosensor exhibited a high and reproducible sensitivity, wide linear dynamic range and low limit of detection (LOD) (0.1 μmol·L^?1). A low value of 1.5 mmol·L^?1 for the apparent Michaelis‐Menten constant K^app_M was obtained. The high sensitivity, wide linear range, good reproducibility and stability make this biosensor a promising candidate for portable amperometric glucose biosensor.     

一种基于壳聚糖固定葡萄糖氧化酶的葡萄糖生物传感器的研究

本文选用生物相容性好的壳聚糖作为基体材料，使其与戊二醛交联成网状结构包埋葡萄糖氧化酶制成电化学传感器。这种壳聚糖膜不仅可以减小葡萄糖氧化酶的流失，而且能为酶提供了适宜的微环境。用红外光谱、紫外光谱及透射电镜对膜的形态和性质进行了表征。实验结果表明该传感器具有很快的响应速度，很好的稳定性和重现性，能选择性地催化葡萄糖并测定其浓度。该传感器的制备方法简单，成本低，于冰箱中放置两周信号保持在90％以上，对葡萄糖测量的线性范围为1×10^-5 - 3.4×10^-3mol•L^-1，当信噪比为3:1时检测限为5×10^-6mol•L^-1。     

High-Sensitive Glucose Biosensor Based on Ionic Liquid Doped Polyaniline/Prussian Blue Composite Film

The Prussian blue/ionic liquid-polyaniline/multiwall carbon nanotubes (PB/IL-PANI/MWNTs) composite film was fabricated by using cyclic voltammetry. The ion liquid acting as a lubricating agent, could enhance the electron delocalization degree and reduce the struc-tural defects of the polyaniline. The surface morphology of the composite film revealed that the PB nanoparticles have smaller size than that in pure PB film. Due to the introduction of ion liquid, the PB/IL-PANI/MWNTs composite film showed wonderful synergistic effect which can remarkably enhance sensitivity, expand linear range and broaden acidic adapt-ability for hydrogen peroxide detection. The composite film demonstrated good stability in neutral solution contrast to pure PB film, with a linear range from 2.5 μmol/L to 0.5 mmol/Land a high sensitivity of 736.8 μA·(mmol/L)^-1·cm^-2 for H₂O₂ detection. Based on the com-posite film, an amperometric glucose biosensor was then fabricated by immobilizing glucose oxidase. Under the optimal conditions, the biosensor also exhibits excellent response to glucose with the linear range from 12.5 μmol/L to 1.75 mmol/L and a high sensitivity of 94.79 μA (mmol/L)^-1·cm^-2 for H₂O₂. The detection limit was estimated 1.1 μmol/L. The resulting biosensor was applied to detect the blood sugar in human serum samples without any pretreatment, and the results were comparatively in agreement with the clinical assay.     

Non-enzymatic Glucose Biosensor Based on Cu/SWNTs Composite Film Fabricated by One-step Electrodeposition

Based on the adsorption of copper ions on single-walled carbon nanotubes(SWNTs) in electrolyte, Cu/SWNTs nanocomposite film was initially prepared on indium-doped tin oxide(ITO) substrate by one-step electrodeposition. This method may provide a versatile and facile pathway to fabricate other SWNTs-supported metal composite films. Electrochemical experiments revealed that the obtained Cu/SWNTs/ITO electrode offered an excellent electrocatalytic activity towards the oxidation of glucose and could be applied to the construction of non-enzymatic glucose biosensor. The linear range of the sensor was 1.0×10–6 to 6.0×10–4 mol/L and the response time was within 2 s. Particularly, its sensitivity reached as high as 1434.67 μA·L·mmol–1·cm–2, which was superior to any other non-enzymatic glucose biosensor based on copper-carbon nanotubes electrode reported previously.     

纳米铂颗粒修饰薄膜金电极的新型葡萄糖传感器研究

在没有引入电子媒介体条件下,为了提高传感器的响应灵敏度,降低工作电位,利用电化学沉积法在薄膜金电极表面修饰纳米铂颗粒,并通过戊二醛固定酶的方法制备了一种新型生物传感器。研究了在薄膜金电极上修饰纳米铂颗粒前后传感器对低浓度葡萄糖的响应影响。结果表明,纳米铂颗粒修饰后所制备的葡萄糖传感器工作电位下降为0.4 V,测定葡萄糖的检出限从100μmol/L下降到10μmol/L。传感器对10~1300μmol/L低浓度葡萄糖的响应灵敏度为50.8 nA/(cm2μmol/L);响应时间30 s;r为0.9974;传感器精密度为2.1%,并具有较好的稳定性。     

二茂铁功能化Fe3O4/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^-3 molL^-1,检测限为3.2×10^-6 mmolL^-1（S/N=3）,表观米氏常数为5.03×10^-3 mmolL^-1,且有较好的稳定性和重现性.