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。     

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%。     

基于壳聚糖-纳米金/纳米普鲁士蓝/L-半胱氨酸修饰的 葡萄糖传感器的研究

在金电极表面修饰一层L-半胱氨酸,再利用静电吸附作用固定纳米普鲁士蓝(nano-PB),然后利用壳聚糖-纳米金复合膜将葡萄糖氧化酶(GOD)固定于修饰电极表面,制成新型的葡萄糖传感器.通过交流阻抗技术,循环伏安法和计时电流法考察了电极的电化学特性.在优化的实验条件下,该传感器在葡萄糖浓度为3.0×10-6～1.0×10-3 mol/L范围内有线性响应,检测下限为1.6×10-6 mol/L.此外该传感器具有响应快、稳定性好和选择性良好的特点,能有效排除常见干扰物质如抗坏血酸、尿酸等对测定的影响.     

基于Nano-Pt/PdNWAs复合电极的甲醛传感器的研究

运用循环伏安法将Pt纳米粒子电沉积到Pd纳米线阵列上,制备出Pt纳米粒子/Pd纳米线阵列复合修饰金电极,从而构建了一种新型的甲醛电化学传感器。并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的形貌进行表征。利用循环伏安法和计时电流法对甲醛在此传感界面上的电化学行为进行了研究,结果表明,甲醛在该传感器上有较好的电化学响应。在0.02～1 mmol·L~(-1)范围内该甲醛的氧化峰电流与浓度有着良好的线性关系,其线性回归方程为:I(mA)=0.0124c(mmol·L~(-1))+7.8486e~(-5),相关系数为0.999,检测限为0.0067 mmol·L~(-1)。     

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。     

纳米聚苯胺修饰石墨电极的葡萄糖双酶传感器

用循环伏安法在石墨电极上制得纳米纤维聚苯胺, 并在其上固定葡萄糖氧化酶(GOD)和辣根过氧化物酶(HRP)制备葡萄糖双酶传感器. 用交流阻抗、SEM等技术对其进行表征; 考察了各种因素对双酶电极响应电流的影响以及双酶电极的稳定性. 该传感器对葡萄糖响应电流的测定在0.05 V(vs SCE)下进行, 有效避免了电活性物质的影响, 线性响应范围为0.05-2.0 mmol·L-1.     

基于Ni_(12)P_5纳米粒子的电化学传感器用于灵敏测定葡萄糖（英文）

通过改进的热溶剂胶体合成法制备了单分散的Ni_(12)P_5纳米粒子,并利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线能谱对Ni_(12)P_5纳米粒子的晶体结构、化学组成和形貌等进行了表征。基于单分散Ni_(12)P_5纳米粒子研制出的非酶葡萄糖传感器具有出色的性能,其快速响应时间小于3 s,检测范围广(0.002～4.2 mmol·L-1),灵敏度高达1 572 mA·L·mol~(-1)·cm~(-2),检测限低至0.8μmol·L~(-1)。此外,该传感器在用于人体血液中葡萄糖的实际检测中取得了满意的效果。     

基于银纳米粒子/氧化石墨烯复合薄膜制备TNP电化学传感器

利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),以葡萄糖为还原剂直接在GO表面沉积银纳米粒子(AgNPs)得到性能稳定的AgNPs/GO纳米复合材料;基于该纳米复合材料修饰电极构建了一种新型的2,4,6-三硝基苯酚(TNP)电化学传感器。采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和交流阻抗(EIS)等多种方法对纳米复合薄膜进行了表征;并研究了TNP在复合薄膜修饰电极上的电化学行为和动力学性质。结果表明,AgNPs/GO对TNP有较强的电催化活性,在复合薄膜修饰电极出现一灵敏的氧化峰和3个还原峰;利用氧化峰可对TNP进行定量分析。同时整个电极过程明显不可逆,电极反应受到吸附步骤控制;复合膜电极表面覆盖度为5.617×10-8mol.cm-2,在所研究电位下的速率常数为9.745×10-5cm.s-1。在pH 6.8的磷酸缓冲液中,当富集电位为-0.70 V,富集时间为60 s;TNP氧化峰电流与其浓度在5.0×10-9~1.0×10-7mol.L-1范围内成良好线性关系,相关系数为0.995 8,检出限可达1.0×10-9mol.L-1。所制备的电化学传感器稳定性和选择性较好;用于实际水样中TNP的现场快速检测,加标回收率在97.6%~103.9%之间。     

基于多壁碳纳米管和氧化锌纳米棒复合物的葡萄糖生物传感器(英文)

利用多壁碳纳米管(MWCNTs)和氧化锌(ZnO)纳米棒复合物膜构建了一种新的电流型葡萄糖生物传感器。MWCNTs-ZnO复合物在超声协助下通过静电配位的方式产生。其中,ZnO纳米棒的存在加强了该复合物催化氧化H2O2的能力,增加了响应电流。与单一的MWCNTs和ZnO相比,这种纳米复合物显示了更为有效地电催化活性。在此基础上,我们以MWCNTs-ZnO复合物膜为基底,用戊二醛交联法固定葡萄糖氧化酶,电聚合邻苯二胺(PoPD)膜为抗干扰层,构建了抗干扰能力强,稳定性好,灵敏度高,响应快的葡萄糖传感器。在+0.8V的检测电位下,该传感器对葡萄糖响应的线性范围为5.0×10-6~5.0×10-3mol·L-1(R=0.997),检测限为3.5×10-6mol·L-1(S/N=3),响应时间小于10s的葡萄糖生物传感器,常见干扰物质如抗坏血酸和尿酸不影响测定。     

基于CoP纳米笼的高效无酶葡萄糖电化学传感器

采用水热法和煅烧结合的方法制备过渡金属磷化钴(CoP)纳米笼,并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征CoP的形貌、结构和元素组成。研究发现,所合成的CoP具有中空纳米笼的结构,该结构有利于提供更多可接触的催化活性位点,促进电子或离子的传输,加快催化反应过程。采用循环伏安法(CV)和计时电流法研究表明CoP纳米笼对葡萄糖具有优异的电催化氧化活性。基于CoP纳米笼修饰的玻碳电极构建的无酶葡萄糖电化学传感器显示出优异的性能。该传感器具有宽的线性范围(0.04～3 mmol·L-1和3～8 mmol·L-1)、低的检测限(3.8μmol·L-1)和高的灵敏度,以及良好的选择性、重复性、重现性和稳定性。另外,该传感器能够实现人体血清中葡萄糖的快速检测。     

聚甲基丙烯酸甲酯包覆(CH3NH3)PbBr3纳米晶静电纺丝膜的制备及对氨气的荧光传感

采用原位合成法制备了聚甲基丙烯酸甲酯包覆MAPbBr₃纳米晶(MAPbBr₃@PMMA,MA=甲铵离子)静电纺丝膜。当氨气(NH₃)通入MAPbBr₃@PMMA纤维膜时与MAPbBr₃中的MA发生取代,能显著降低MAPbBr₃@PMMA纤维的荧光强度,以此构建了基于MAPbBr₃@PMMA纤维荧光猝灭的NH₃传感器。通过扫描电镜、透射电镜、粉末X射线衍射和红外对静电纺丝膜的形貌和结构进行表征,通过紫外可见光谱、荧光光谱对其光学特性进行表征。结果表明,传感器的荧光强度与NH₃浓度在8~90 mg·L^-1之间呈现出良好的线性关系(r=0.995 9),NH₃的检出限低(3 mg·L^-1),且具有良好的重现性和选择性。在实际样品气体的测定中,加标回收率为92.2%~102.1%,相对标准偏差(RSD)为1.8%~3.2%。     

A Hydrogen Peroxide Sensor Based on Silver Nanoparticles Biosynthesized by Bacillus subtilis

In this study, silver nanoparticles （AgNPs） were biosynthesized by Bacillus subtilis and used to construct a nonenzymatic hydrogen peroxide （H202） sensor, Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and energy dispersive spectroscopy confirmed that the AgNPs were prepared successfully with spherical morphol- ogy. The electrochemical properties of the resulted sensor were investigated by cyclic voltammetry, chronoam- perometry and electrochemical impedance spectroscopy. It was found that the sensor exhibited good electrocatalytic activity towards H202 reduction with a wider linear range from 0.05 to 120 mmol.L-1, a detection limit of 8 gmol.L-1 and a fast response time less than 2 s. The sensor exhibited good selectivity for H202 determination in the presence of glucose, acetaminophen, ascorbic acid and uric acid.     

聚甲基丙烯酸甲酯包覆(CH3NH3) PbBr3纳米晶静电纺丝膜的制备及对氨气的荧光传感

采用原位合成法制备了聚甲基丙烯酸甲酯包覆MAPbBr₃纳米晶（MAPbBr₃@PMMA,MA=甲铵离子）静电纺丝膜。当氨气（NH₃）通入MAPbBr₃@PMMA纤维膜时与MAPbBr₃中的MA发生取代,能显著降低MAPbBr₃@PMMA纤维的荧光强度,以此构建了基于MAPbBr₃@PMMA纤维荧光猝灭的NH₃传感器。通过扫描电镜、透射电镜、粉末X射线衍射和红外对静电纺丝膜的形貌和结构进行表征,通过紫外可见光谱、荧光光谱对其光学特性进行表征。结果表明,传感器的荧光强度与NH₃浓度在8~90 mg·L^-1之间呈现出良好的线性关系（r=0.995 9）,NH₃的检出限低（3 mg·L^-1）,且具有良好的重现性和选择性。在实际样品气体的测定中,加标回收率为92.2%~102.1%,相对标准偏差（RSD）为1.8%~3.2%。     

基于银纳米粒子/氧化石墨烯复合薄膜制备TNP电化学传感器

利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO), 以葡萄糖为还原剂直接在GO表面沉积银纳米粒子(AgNPs)得到性能稳定的AgNPs/GO纳米复合材料;基于该纳米复合材料修饰电极构建了一种新型的2, 4, 6-三硝基苯酚(TNP)电化学传感器。采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和交流阻抗(EIS)等多种方法对纳米复合薄膜进行了表征;并研究了TNP在复合薄膜修饰电极上的电化学行为和动力学性质。结果表明, AgNPs/GO对TNP有较强的电催化活性, 在复合薄膜修饰电极出现一灵敏的氧化峰和3个还原峰;利用氧化峰可对TNP进行定量分析。同时整个电极过程明显不可逆, 电极反应受到吸附步骤控制;复合膜电极表面覆盖度为5.617×10^-8 mol·cm^-2, 在所研究电位下的速率常数为9.745×10^-5 cm·s^-1。在pH 6.8的磷酸缓冲液中, 当富集电位为-0.70 V, 富集时间为60 s;TNP氧化峰电流与其浓度在5.0×10^-9~1.0×10^-7 mol·L^-1范围内成良好线性关系, 相关系数为0.995 8, 检出限可达1.0×10^-9 mol·L^-1。所制备的电化学传感器稳定性和选择性较好;用于实际水样中TNP的现场快速检测, 加标回收率在 97.6%~103.9%之间。     

Facile Fabrication of a Graphene‐based Electrochemical Biosensor for Glucose Detection

A simple and effective glucose biosensor based on immobilization of glucose oxidase (GOD) in graphene (GR)/Nafion film was constructed. The results indicated that the immobilized GOD can maintain its native structure and bioactivity, and the GR/Nafion film provides a favorable microenvironment for GOD immobilization and promotes the direct electron transfer between the electrode substrate and the redox center of GOD. The electrode reaction of the immobilized GOD shows a reversible and surface‐controlled process with the large electron transfer rate constant (k_s) of 3.42±0.08 s^?1. Based on the oxygen consumption during the oxidation process of glucose catalyzed by the immobilized GOD, the as‐prepared GOD/GR/Nafion/GCE electrode exhibits a linear range from 0.5 to 14 mmol·L^?1 with a detection limit of 0.03 mmol·L^?1. Moreover, it displays a good reproducibility and long‐term stability.     

TiO2纳米管阵列覆盖Si薄膜光催化还原CO2性能的研究

本工作采用CVD法在阳极氧化TiO2纳米管阵列膜表面沉积一层非晶Si膜,通过退火后得到晶化了的Si膜/TiO2纳米管阵列的复合结构,并初步就其光催化还原CO2制备碳氢化合物的活性进行研究。拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)等微结构表征结果表明所制备的TiO2纳米管阵列的厚度为270 nm左右,管直径约为70 nm,管壁厚度约为16 nm。覆盖的Si膜已晶化,其厚度约为300 nm。通过高效液相色谱(HPLC)及总有机碳(TOC)来检测光催化还原液相产物中的甲酸及总有机碳含量,发现负载Si膜后的TiO2纳米管阵列光催化性能有所提高,在装有400cut滤光片氙灯照射2 h下TOC含量从21.2 mg.L-1增长到29.5 mg.L-1,表明Si与TiO2的复合可有效的提高光催化还原CO2的活性,这可能与该异质结结构可增加对光的吸收并且可降低光生空穴-电子对复合有关。光催化循环实验表明所制得的催化剂在循环5次后仍可保持91.6%的催化活性。     

基于氧化铒-石墨烯氧化物复合纳米材料的葡萄糖氧化酶直接电化学性能及对葡萄糖的检测

将稀土纳米材料Er₂O₃用于构建葡萄糖生物传感器。Er₂O₃和氧化石墨烯形成复合基底,将葡萄糖氧化酶（GOD）固载在玻碳电极表面。首先利用SEM和XRD技术对所制备的Er₂O₃和氧化石墨烯纳米材料进行表征。利用EIS和CV对整个生物传感器制备过程进行表征。Er₂O₃的存在能有效的保持GOD的生物活性并加速其电子传递速率。由于Er₂O₃和氧化石墨烯之间的协同效应,使得制备的传感器具有一对良好的氧化还原峰,证实GOD和电极之间的直接传递性能。当用于对葡萄糖的电催化氧化时,传感器的CV响应随着葡萄糖浓度的增加而变弱。在葡萄糖浓度为1~10 mmol·L^-1范围内,CV响应值与葡萄糖浓度成线性关系。此外,传感器具有好的稳定性和重现性。     

普鲁士蓝/CdS纳米复合物电致化学发光及其H2O2传感应用

通过一定体积比的CdS和普鲁士蓝(PB)胶体纳米溶液的简单混合,制备了PB/CdS纳米复合物。在共反应剂存在条件下,PB纳米粒子含量较低时,在ITO电极上CdS纳晶的电致化学发光(ECL)强度可以增强3倍左右。PB纳米粒子含量较高时,CdS纳晶的ECL强度则显著降低。详细讨论了PB纳米粒子对CdS纳晶ECL影响的机理。PB纳米粒子对CdS纳晶的ECL增强可用于H2O2传感。该传感器对H2O2响应的线性范围为3.3×10-8～6.5×10-3 mol.L-1(R=0.999 2),检测限为12 nmol.L-1(S/N=3),传感器具有良好的稳定性和重现性。     

基于氧化铒石墨烯氧化物复合纳米材料的葡萄糖氧化酶直接电化学性能及对葡萄糖的检测

将稀土纳米材料Er₂O₃用于构建葡萄糖生物传感器。Er₂O₃和氧化石墨烯形成复合基底,将葡萄糖氧化酶（GOD）固载在玻碳电极表面。首先利用SEM和XRD技术对所制备的Er₂O₃和氧化石墨烯纳米材料进行表征。利用EIS和CV对整个生物传感器制备过程进行表征。Er₂O₃的存在能有效地保持GOD的生物活性并加速其与电极之间的电子传递。由于Er₂O₃和氧化石墨烯之间的协同效应,使得制备的传感器在CV图中呈现一对明显的氧化还原峰,证实GOD和电极之间的直接电子传递性能。当用于对葡萄糖的电催化氧化时,传感器的CV响应随着葡萄糖浓度的增加而变弱。在葡萄糖浓度为1~10 mmol·L^-1范围内,CV响应值与葡萄糖浓度成线性关系。此外,传感器具有好的稳定性和重现性。