无酶葡萄糖传感器

利用葡萄糖在镍电极上的电化学氧化．制备了无酶葡萄糖传感器,研究了其电化学氧化机理．并测定了血清中葡萄糖的含量。在较高的pH值和570 mV的电位条件下,镍电极上产生的Ni(Ⅲ)具有氧化剂的作用,能直接氧化葡萄糖为葡萄糖酸内酯,产生的正比于葡萄糖浓度的电流响应可以定量样品中的葡萄糖含量。传感器由镍棒、铂丝对极和Ag/AgCl参比电极构成;对葡萄糖的响应时间小于1 min,进样间隔时间为3 min;对葡萄糖的电流响应范围为1．96×10~(-5)～1．80×10~(-4)mol/L,检测限为9．80×10~(-6)mol/L。传感器未使用葡萄糖氧化酶或其他生物酶,受温度的影响较小,样品中的氧对测定没有影响。在镍电极上,抗坏血酸、尿酸和多巴胺等物质不干扰血清中葡萄糖的测定。传感器用于测定血清中葡萄糖含量,相对标准偏差为4．3％。与己糖激酶法的测定结果一致。传感器制备简单,无需特殊保管,经简单处理后可重复使用。     

无酶葡萄糖传感器

葡萄糖传感器在几十年的发展中取得了重大进展,经历了三代基于酶葡萄糖传感器之后,现已进入第四代无酶葡萄糖传感器的发展阶段.本文从基于酶和无酶两类介绍了不同葡萄糖传感器的测试原理,综述了近年来纳米材料在无酶电化学葡萄糖传感器方面应用的主要研究进展,对不同类别纳米材料的制备方法以及所构建传感器的灵敏度、选择性、检测范围和稳定性等进行了评述,分析了制约无酶葡萄糖传感器商业化应用的主要原因.其中,贵金属纳米材料主要讨论了铂、金和钯;过渡金属纳米材料主要讨论了镍、铜以及其氧化物;双金属纳米材料主要讨论了合金和复合物;碳纳米材料主要讨论了单壁(多壁)碳纳米管和石墨烯.此外,本文也对无酶葡萄糖传感器的发展方向和趋势进行了展望.     

基于普鲁士蓝(PB)膜修饰铂电极的葡萄糖传感器的研究

在制备PB膜修饰铂盘电极的基础上,利用修饰电极对过氧化氢的电催化还原特性,得到了性能优良的葡萄糖传感器。作者系统地考察了有关修饰膜制备和测试实验条件对传感器性能的影响,结果表明传感器的最佳工作电位是0．05V,测试溶液的最适PH值为6．5,在选定的工作条件下,传感器的检测灵敏度为80nA/mmol.L^-1,线性范围为0．1－5mmol.L^-1,响应时间为1．5min,寿命在1个月以上,表观米氏常数为21mmol.L^-1。本方法制得的传感器能有效消除抗坏血酸,尿酸的干扰,有望用于血液中葡萄糖的直接测定。     

基于表面重建螺旋型铂铱电极的葡萄糖生物传感器

通过对螺旋型铂铱电极表面进行化学腐蚀和电化学沉积铂纳米粒子实现电极表面的重建和优化,研究了螺旋型铂铱电极在不同腐蚀时间和电沉积时间下的形貌及对过氧化氢(H2O2)的催化活性.对表面重建的工作电极涂覆氧化酶和半透膜,制备出了铂纳米粒子/葡萄糖氧化酶/环氧聚氨酯酶电极,并将其用作葡萄糖传感器的工作电极.传感器计时电流检测结果表明,表面重建后的酶电极传感器对葡萄糖的检测范围扩大为2~45 mmol/L,优于裸铂铱酶电极传感器,电流响应值和灵敏度得到明显提升,同时传感器还具有良好的稳定性和选择性.     

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。     

铂基非酶葡萄糖传感器的研究进展

综述了铂基非酶葡萄糖电化学传感器(包括裸铂电极构建的非酶葡萄糖传感器、掺杂其它金属的铂基非酶葡萄糖传感器和纳米材料修饰的铂基非酶葡萄糖传感器)的研究进展;并对其发展趋势进行了展望(引用文献38篇)。     

基于铂薄膜电极的电化学型甲醛传感器

制做了液相体系中以铂薄膜电极作为工作电极的甲醛电化学传感器。利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对铂薄膜电极的物相和表面形貌进行表征。在外加电压为0.7 V,电解液H2SO4溶液浓度为0.1mol/L时,传感器的响应信号与甲醛浓度在0.561~18.71μmol/L之间呈现良好的线性关系,线性方程为Y=0.4085c+2.746(R2=0.9904),传感器对甲醛的响应时间(T 90)约为60 s。     

基于钯纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的电化学葡萄糖生物传感器

将电化学氧化生成的Pd(Ⅳ)离子配合到直立碳纳米管(ACNTs)上, 使其还原为纳米颗粒(Pb nps), 从而制得Pd nps-ACNTs纳米复合物电极, 经过葡萄糖氧化酶(GOD)进一步修饰后, 制成GOD/Pds nps/ACNTs酶电极, 通过测量GOD和葡萄糖酶促反应中产生的H₂O₂含量, 进而监测葡萄糖浓度. 实验结果表明, 电极表面大量Pd纳米颗粒的存在显著提高了传感器的检测灵敏度, 使酶电极具有响应时间短(<5 s)及检测电位低(<0.4 V)等优点.     

基于聚吡咯的平面型葡萄糖传感器的研究

在含有葡萄糖氧化酶的聚吡咯饰的电极表面涂覆一层明胶，再用戊二醛交联剂备了葡萄糖传感器，该传感器的基础电极采用薄膜沉积和剥离技术制作，包括一个工作电极和一个对电极（兼作参比电极），该传感器线性范围为０．１～４ｍｍｏｌ／Ｌ，响应时间和灵敏度分别为１５～２５ｓ和１８．１ｍＡ／ｍｏｌ．ｃｍ＾２，传感器在４℃冰箱中存放６个月其活性仍有９０％以上。     

铂纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的葡萄糖生物传感器

基于Pt纳米颗粒修饰直立的碳纳米管电极制备了葡萄糖生物传感器.铂纳米颗粒是利用电位脉冲沉积法修饰到直立碳纳米管上的,可以增强电极对酶反应过程当中产生的过氧化氢的催化行为.用扫描电镜和透射电镜观察了直立碳纳米管在修饰Pt纳米颗粒前后的形态.该酶电极对葡萄糖的氧化表现出很好的响应,线性范围为1×10-5～7×10-3mol/L,响应时间小于5s,并且有很好的重现性.     

聚(2,5-二氧基苯胺)膜修饰电极的电化学及催化性质

二甲氧基苯胺;电沉积;氧化;化学修饰电极;聚(2;5-二氧基苯胺)膜修饰电极的电化学及催化性质     

聚苯胺葡萄糖氧化酶电极的催化过程

用电化学方法固定在直径为0.5mm铂丝上的聚苯胺(PANI)葡萄糖(GOD)电极对葡萄糖有催化氧化作用.在0～-0.6V(vs.SCE)的电极范围内,在电极的循环伏安曲线上观察到与葡萄糖浓度有关的氧的还原峰和GOD还原态的氧化峰,用此GOD还原态的氧化峰电流可定量检测葡萄糖的浓度。本文提出在PANI电极上存在着酶反应氧化还原电荷直接传递的可能性。     

Glucose Biosensor Based on Oxygen Electrode. Part II: Long-Term Operational Stability of the Rechargeable Glucose Biosensor

Abstract

A potentially implantable glucose biosensor for measuring blood or tissue glucose levels in diabetic patients has been developed. The glucose biosensor is based on an amperometric oxygen electrode and immobilized glucose oxidase enzyme, in which the immobilized enzyme can be replaced (the sensor recharged) without surgical removal of the sensor from the patient. Recharging of the sensor is achieved by injecting fresh immobilized enzyme into the sensor using a septum. A special technique for immobilization of the enzyme on Ultra-Low Temperature Isotropic (ULTI) carbon powder held in a liquid suspension has been developed.

In vitro studies of the sensors show stable performance during several recharge cycles over a period of 3 months of continuous operation.

Diffusion membranes which ensure linear dependence of the sensor response on glucose concentration have been developed. These membranes comprise silastic latex-rubber coatings over a microporous polycarbonate membrane. Calibration curves of the amperometric signal show linearity over a wide range of glucose concentrations (up to 16 mM), covering hypoglycemic, normoglycemic and hyperglycemic conditions.

The experimental results confirm the suitability of the sensors for in vitro measurements in undiluted human sera.     

耐用钴卟啉修饰电极为基底的葡萄糖酶电极的研究

本文以热处理方法制得的四苯基钴卟啉化学修饰电极为换能器,制备了一种新型葡萄糖酶电极。该传感器的使用寿命几乎不受测量次数的影响,抗干扰能力强,葡萄糖浓度在9.0×10~(-5)～1.3×10~(-3)mol/L范围内有线性响应,响应时间3s。     

A Highly Sensitive Nonenzymatic Glucose Sensor Based on Carbon Electrode Amplified with PdxCuy Catalyst

Approximately global Pd and Pd₉₄Cu₆ alloy nano catalysts of average diameter 10.5 and 5.9 nm respectively, have been synthesized hydrothermally by wet chemical reduction and co-reduction methods without addition of any capping agent. X-ray diffraction and various microscopic studies are used to characterize the crystal phase and the morphology of the catalysts. Non-enzymatic amperometric glucose sensors based on these synthesized catalyst materials are tested and compared in alkali at different potentials by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The sensors characterized by fixed potential chronoamperometry are found to be sufficiently sensitive to glucose at different negative potentials like −0.65 V, −0.40 V, −0.10 V with respect to Hg/HgO electrode (E⁰≈0.1 V), where the reactions of glucose oxidation are different. The sensor constructed with Pd₉₄Cu₆ nanocatalyst shows an outstanding sensitivity of 10.1 mA cm⁻² mM⁻¹ which is considerably higher than that constructed with similarly synthesized Pd nanoparticles at any potential and that found in the literature of Pd based glucose sensors. The lower detection limit and response time obtained with Pd₉₄Cu₆ nanoparticles are 10 μM and 3 s respectively. These sensors also exhibit high specificity to glucose and significant anti-interference property against some common species like ascorbic acid (AA), uric acid (UA) and some monosaccharides whose interfering effects are found to decrease with decrease of potential of glucose oxidation. The electrocatalytic ability of the synthesized Pd and Pd₉₄Cu₆ nanoparticles toward glucose oxidation has also found promising in blood sample at different potentials.     

用泛醌修饰的碳糊电极作葡萄糖传感器

本选择泛醌作酶电极电子传统递体，将它和葡萄糖氧化酶、碳糊混和组成一种新的葡萄糖传感器，电极性能较不含泛醌的电极更优越，峰高ｉｐ与葡萄糖浓度在０．８×１０＾－５－１．６×１０＾－４ｍｏｌ／Ｌ范围内呈线性关系，电极灵敏度较高，干扰少，响应快，使用寿命长达三周。     

球型Pt微粒电极的构建及其对甲醇电氧化的研究

以镍铬合金为基体,在其表面电化学沉积制备了Pt微粒电极,用扫描电子显微镜（SEM）对电极的表面形貌进行了表征,电化学方法考察了电极的电化学性能和甲醇在该电极上的电催化行为．结果表明镍铬合金表面沉积的球型Pt微粒电极对甲醇的电氧化具有良好的催化活性,相同实验条件下,该电极的催化活性比纯Pt电极高30倍．该电极对甲醇的电氧化显示出较高的催化性能．     

碳纳米管/纳米二氧化钛-聚苯胺载铂复合电极对葡萄糖的电催化氧化

采用循环伏安(CV)、微分脉冲伏安(DPV)和计时电位法研究了碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺膜载Pt(CNT/nanoTiO2-PAn-Pt)复合电极对葡萄糖的电催化氧化作用。结果表明,在碱性介质中CNT/nanoTiO2-PAn-Pt复合电极对葡萄糖的电氧化具有高催化活性。当葡萄糖浓度为1.25×10-2mol/L时,氧化峰电流密度达到32.8 mA/cm2,且有很高的灵敏度和稳定性;当葡萄糖浓度为1.0×10-5mol/L时,其响应电流密度为13.8mA/cm2。大电流氧化时未发生振荡现象,是葡萄糖传感器的高活性催化电极。