邻苯三酚红多壁碳纳米管糊电极为传感器分析制药和生物样品中异丙基肾上腺素

异丙基肾上腺素(ISPR)是一种重要的邻苯二酚胺类药物,广泛用于治疗心脏疾病.然而,过量服用该药对人体非常危险.本文采用邻苯三酚红修饰多壁碳纳米管糊电极(PGRMMWCNTPE)制备了一种新型传感器,用于高灵敏度检测水溶液中的ISPR.采用计时电流法、循环伏安法和方波伏安法考察了PGRMMWCNTPE电极电催化氧化ISPR性能.通过伏安数据计算了ISPR氧化的催化反应速率常数、电子传递系数和扩散系数.在ISPR浓度0.8–570μmol/L范围内建立了线性标准曲线,检测限为0.47μmol/L ISPR.将该传感器用于尿液和药物样品中ISPR检测得到满意结果.     

修饰的多壁碳纳米管糊电极用于生物与制药样品中苄丙酮香豆素电催化氧化和测定（英文）

采用一种简单灵敏的方法开发了在多壁碳纳米管修饰的ZnCrFeO_4糊电极(MWCNTs/ZnCrFeO_4/CPE)表面测定苄丙酮香豆素的新型传感器.运用循环伏安法、差示脉冲伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱考察了该化学修饰电极上苄丙酮香豆素的电化学性能.结果表明,MWCNTs/ZnCrFeO_4/CPE电极对苄丙酮香豆素氧化表现出较高的电催化活性,在pH=4时,产生峰值氧化电流约0.97 vs Ag/AgCl参比电极.当苄丙酮香豆素浓度在0.02–920.0μmol/L范围内,该峰电流与其呈线性关系,检测极限(3σ)为0.003μmol/L.另外,运用差示脉冲伏安法测定了MWCNTs/ZnCrFeO_4/CPE电极上苄丙酮香豆素的催化反应速率常数和扩散系数.     

修饰的多壁碳纳米管糊电极用于生物与制药样品中苄丙酮香豆素电催化氧化和测定

采用一种简单灵敏的方法开发了在多壁碳纳米管修饰的ZnCrFeO4糊电极(MWCNTs/ZnCrFeO4/CPE)表面测定苄丙酮香豆素的新型传感器.运用循环伏安法、差示脉冲伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱考察了该化学修饰电极上苄丙酮香豆素的电化学性能.结果表明,MWCNTs/ZnCrFeO4/CPE电极对苄丙酮香豆素氧化表现出较高的电催化活性,在pH=4时,产生峰值氧化电流约0.97 vs Ag/AgCl参比电极.当苄丙酮香豆素浓度在0.02-920.0 μmol/L范围内,该峰电流与其呈线性关系,检测极限(3σ)为0.003 μmol/L.另外,运用差示脉冲伏安法测定了MWCNTs/ZnCrFeO/CPE电极上苄丙酮香豆素的催化反应速率常数和扩散系数.     

以3,4-二羟基肉桂酸为介质的多壁碳纳米管糊电极用于检测药物和尿液样品中的谷胱甘肽(英文)

A sensitive and selective electrochemical sensor for the determination of glutathione(GSH) was developed using a modified multiwall carbon nanotube paste electrode with 3,4 dihydroxy cinnamic acid as a mediator.This modified electrode showed very high electrocatalytic activity for the anodic oxidation of GSH.Under the optimized conditions,the electrocatalytic peak current showed a linear relationship with GSH concentration in the range of 0.5-400.0 μmol/L with a detection limit of 0.1 μmol/L GSH.The relative standard deviations for seven successive assays of 5.0 and 25.0 μmol/L GSH were 2.2% and 2.7%,respectively.The modified electrode was used for the determination of GSH compounds in real urine samples.     

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。     

沸石催化甘蔗渣裂解制备多壁碳纳米管（英文）

通过催化热解农业废弃物甘蔗渣(SCB),采用两步工艺生产具有显著应用价值的碳纳米管(CNTs)。主要研究沸石催化剂(HZSM-5、HMOR和HY)、热解温度(450-700℃)和SCB/ZSM-5的比例(3-12)对SCB催化热解的影响,确定最佳工艺参数。随后,将第一步产生富含碳的热解产物用于第二步由Co-Mo/MgO催化生长CNTs。通过简单的两步工艺催化热解SCB生产CNTs。SCB的催化热解在半间歇式反应器(外径=4 cm,长度=90 cm)中进行,CNTs的生长在水平反应器(外径=2.5 cm,长度=100 cm)中进行。两个反应器通过玻璃管(直径0.6 cm,长度12 cm)连接并将热解产物从反应器I转移到反应器II。在半间歇式反应器中放入经过预处理的SCB和沸石催化剂,并以20℃/min加热到反应所需温度。随后,将0.5 g Co-Mo/MgO加入到水平反应器中作为CNTs的生长催化剂。在一个典型的实验中,将2 g沸石催化剂、24 g SCB放入半间歇式反应器,研究了不同种类沸石催化剂在500℃温度条件下对SCB热解的影响。接着,使用HZSM-5研究了不同温度(450-700℃)对SCB热解的影响。最后,研究了不同SCB/ZSM-5投料比例(SCB/ZSM-5=3、6、9、12)对SCB热解的影响。此外,水平反应器中的CNTs生长温度恒定为700℃。通过XRD、TPR和TPD进行催化剂表征。XRD谱图证实了催化剂存在MgO和Co_3O_4,以及以小尺寸颗粒形式存在的CoMoO4和MgMoO4。使用XRD数据根据Scherrer方程计算45%Co-5%Mo/MgO催化剂的平均晶粒尺寸为25.8 nm。TPR分析表明,Co-Mo/MgO催化剂是由未反应的Co_3O_4以及混合氧化物组成。使用XRD数据,计算得到HZSM-5、HMOR和HY的平均晶粒尺寸分别为43、41和51 nm。NH3-TPD分析表明沸石催化剂存在大量的酸性位点。催化热解SCB结果表明,由HY和HZSM-5催化剂在500℃得到的挥发性产品(生物油和气体)的总收率值分别为34.4%和32.8%,而使用HMOR产生的这些挥发性产品的收率值最低(28.8%)。用HZSM-5催化热解SCB获得了最高的炭产量(23.1%)。然而,使用HMOR和HY热解催化剂产生的炭产量值较低,分别为15.8%和9.8%。使用TEM表征通过两步法生产的碳纳米管,并且测量了CNTs的外径。数据显示,用HZSM-5进行SCB热解产生了直径分布范围较宽的CNTs (10-56 nm),而用HMOR和HY热解催化剂则分别获得了直径较窄的CNTs (13-44 nm,12-28 nm)。拉曼光谱分析表明,使用HZSM-5作为SCB热解的催化剂可以生产最优的CNTs。研究了不同热解温度对CNTs产量的影响。结果显示,将热解温度从450℃提高到500℃,炭产率值从6.7%达到最佳值23.1%,接着增加温度至700℃,炭产量下降至16.7%。随后对不同温度下催化热解形成的炭产品进行TEM表征,结果显示,随着温度的升高炭产品中CNTs的比例下降,CNTs的直径范围变窄。拉曼光谱分析结果表明,在500和700℃形成的CNMs具有最少的缺陷。研究了投料比例对炭产品产量的影响,结果表明,SCB/ZSM-5的比例从3提高到12,生物油和气体的总产量从36.4%下降到32.8%,而生物炭的产量分别从63.6%增加到67.2%。根据催化剂的质量计算得到炭产量的最佳值是使用SCB/ZSM-5比例为6。使用TEM表征不同投料比例生产的炭产品,分析表征结果可得SCB/ZSM-5的比例为6,是形成具有良好质量的致密CNTs的最佳选择。并且不同投料比例的拉曼光谱显示,SCB/ZSM-5比例为6可以生产最优的CNTs。沸石类型(HZSM-5、HMOR和HY)、热解温度(450-700℃)和SCB/ZSM-5比例(3-12)影响CNTs和热解产物(气体、生物油和生物炭)的产量。实验结果表明,获得最高CNTs产量的条件为:热解温度为500℃、SCB/ZSM-5比例为6;获得最高生物油和气体总产量(40%)的条件为:热解温度为700℃、SCB/ZSM-5比例为12。TEM分析表明,使用HZSM-5催化剂在热解温度450℃只生成竹节状碳纳米管(BCNTs),而CNTs和碳纳米洋葱(CNO)是在较高温度热解温度(500-700℃)下产生的。使用SCB/ZSM-5的比例为6时,生成CNTs的直径分布范围最大(7-76 nm)。拉曼光谱分析表明,使用SCB/ZSM-5的比例为6时,形成的CNTs最优。该研究显示,在半间歇式反应器中催化热解SCB是生产CNTs的有效技术,通过对工艺和反应器的优化可以达到更好的效果。     

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。     

在色氨酸存在下利用多壁碳纳米管糊电极和萘酚介质构成的伏安传感器测定N-乙酰半胱氨酸(英文)

A multiwall carbon nanotube modified electrode prepared by incorporating multiwall carbon nanotubes in the electrode of a sensor and naphthol green as a homogeneous mediator was used as a voltammetric sensor for the determination of N‐actylcysteine(N‐AC) in the presence of trypto-phan(Trp). The voltammograms of differential pulse voltammetry of N‐AC in a mixture with Trp were separated from each other by a potential difference of 200 mV, which allowed the determina-tion of both N‐AC and Trp simultaneously. Under the optimum conditions, the electrocatalytic cur-rents increased linearly with N‐AC concentration in the range of 0.25–400 μmol/L(two linear seg-ments with different slopes). The detection limit for N‐AC was 0.08 μmol/L. The kinetic parameters of the system were determined using electrochemical methods. The method was applied for the determination of N‐AC in drug and urine samples.     

方波伏安法测定新型修饰多壁碳纳米管糊电极对肼的电催化氧化(英文)

The application of p-aminophenol as a suitable mediator, as a sensitive and selective voltammetric sensor for the determination of hydrazine using square wave voltammetric method were described. The modified multiwall carbon nanotubes paste electrode exhibited a good electrocatalytic activity for the oxidation of hydrazine at pH = 7.0. The catalytic oxidation peak currents showed a linear dependence of the peaks current to the hydrazine concentrations in the range of 0.5–175 μmol/L with a correlation coefficient of 0.9975. The detection limit (S/N = 3) was estimated to be 0.3 μmol/L of hydrazine. The relative standard deviations for 0.7 and 5.0 μmol/L hydrazine were 1.7 and 1.1%, respectively. The modified electrode showed good sensitivity and selectivity. The diffusion coefficient (D = 9.5 × 10–4 cm2/s) and the kinetic parameters such as the electron transfer coefficient (α = 0.7) of hydrazine at the surface of the modified electrode were determined using electrochemical approaches. The electrode was successfully applied for the determination of hydrazine in real samples with satisfactory results.     

多壁碳纳米管负载TiO_2的光催化脱硝性能（英文）

采用溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管负载TiO2(MWCNTs/TiO2),并利用透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.结果表明,MWCNTs/TiO2晶型以锐钛矿为主,MWCNTs的引入会限制TiO2晶粒的生长.另外,MWCNTs/TiO2的光吸收边向长波区域偏移.针对模拟烟气,在固定床光催化反应器中对采用涂覆处理的MWCNTs/TiO2的光催化脱硝性能进行了实验研究.结果表明,NO初始浓度较低时,光催化脱硝效率较高,SO2的存在可抑制光催化脱硝过程,而O2及H2O则有促进作用.在最佳实验条件(73 mg/m3 NO,8%O2,5%H2O)下,光催化脱硝效率可达46%.提出了光催化脱硝反应机理.     

基于多壁碳纳米管和纳米金修饰电极测定特殊序列DNA的电化学生物传感器的制备

基于多壁碳纳米管和纳米金复合膜修饰电极制备了特殊序列的靶DNA的电化学生物传感器.该传感器以六氨基合钌为杂交指示剂,用差示脉冲伏安法进行检测DNA杂化,其响应信号与靶DNA浓度在1.0×10<'-12>～1.0×10<'-7>mol/L范围内呈线性关系,检测限达3.5×10<'-13>mol/L.该传感器能区分单碱基错配的靶DNA.     

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%。     

辣根过氧化物酶/多壁碳纳米管修饰铂电极生物传感器用于过氧化氢的循环伏安测定

将1mg多壁碳纳米管(MWCNT's)分散在5mL的0.5g·L~(-1)壳聚糖溶液中后,滴涂在铂电极表面,制得多壁碳纳米管修饰电极。将上述修饰电极在辣根过氧化物酶(HRP)溶液中浸泡8h,在MWCNT's修饰电极表面静电吸附辣根过氧化物酶,制成过氧化氢生物传感器,用于过氧化氢的测定。试验结果表明:在pH 6.0的磷酸盐缓冲溶液中,HRP/MWCNT's修饰电极对过氧化氢具有明显的电催化还原作用,过氧化氢的浓度在3.5×10~(-5)～9.0×10~(-3)mol·L~(-1)范围内与其还原峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为2.4×10~(-5)mol·L~(-1)。用标准加入法作回收试验,回收率在96.0%～101.8%之间。     

邻菲啰啉计算光度法同时测定生物浸出样品中Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）

邻菲哕啉光度法常用于Fe（Ⅱ）测定,但受到试样中Fe（Ⅲ）对测定的影响,因此不能直接用于生物浸出样品中Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的同时测定．为此,基于Fe（Ⅱ）邻菲哕啉特征吸收曲线以及混合铁中Fe（Ⅲ）对Fe（Ⅱ）测定的线性影响关系,建立了基于Fe（Ⅱ）和全铁同时测定Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的计算光度法,并研究了生物浸出样品中典型金属离子（Cu^2＋、Ni^2＋、Cd^2＋、Co^2＋）以及试样溶解与储放对测定的影响．方法可准确地测定含铁次生矿物和生物浸出液中铁价态组成,应用于生物浸出矿渣、细胞表面中常量或微量的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）组成分析,具有简便快速的特点．     

邻菲啰啉计算光度法同时测定生物浸出样品中Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）

邻菲啰啉光度法常用于Fe（Ⅱ）测定,但受到试样中Fe（Ⅲ） 对测定的影响,因此不能直接用于生物浸出样品中Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ） 的同时测定. 为此,基于Fe（Ⅱ）邻菲啰啉特征吸收曲线以及混合铁中Fe（Ⅲ） 对Fe（Ⅱ）测定的线性影响关系,建立了基于Fe（Ⅱ）和全铁同时测定Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的计算光度法,并研究了生物浸出样品中典型金属离子（Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Co²⁺）以及试样溶解与储放对测定的影响.方法可准确地测定含铁次生矿物和生物浸出液中铁价态组成,应用于生物浸出矿渣、细胞表面中常量或微量的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ） 组成分析,具有简便快速的特点.     

多壁碳纳米管和分子印迹膜修饰电极检测猪尿液中莱克多巴胺

采用原位热聚合技术,分别以多壁碳纳米管(MWCNs)和分子印迹膜(MIM)修饰丝网印刷电极(SPE),与多壁碳纳米管和非分子印迹膜(NIM)修饰的丝网印刷电极组合在一起,并将其组合的丝网印刷电极通过电极插口与便携式电导仪相连接,组装成检测莱克多巴胺残留的电导型传感器,优化检测条件,并建立了检测莱克多巴胺的标准曲线,测试了实际猪尿样中莱克多巴胺的含量.通过扫描电镜分析了该分子印迹膜的表征结构.结果表明,在莱克多巴胺分子印迹膜表面形成了大量印迹微孔.本传感器装置检测莱克多巴胺具有很高的灵敏度和特异性,检出限为0.033 mg/L,线性范围为0.33～8.0 mg/L,基于猪尿样的检测回收率达到91％～98％,可实现现场快速检测.     

多壁碳纳米管-Nafion化学修饰电极在高浓度抗坏血酸和尿酸体系中选择性测定多巴胺

多巴胺是人体内一种重要的神经传递物质 ,它参与许多生命过程[1] .因此 ,测定体内多巴胺的浓度十分重要 .多巴胺的电化学分析方法已有不少报道 [2 ,3 ] .然而 ,共存的抗坏血酸和尿酸的电化学性质与多巴胺相似 ,对多巴胺的测定会产生严重干扰 .因此建立一种选择性测定多巴胺的高灵敏度的分析方法就显得尤为重要 .碳纳米管是一种新型的纳米材料 [4 ] ,它的出现引起了广泛的研究兴趣 [5,6] .由于其性质稳定 ,不溶于水及一般的有机溶剂 ,因此限制了其在电分析方面的应用 .本文将多壁碳纳米管分散在 Nafion的无水乙醇中 ,得到了一种均匀的多壁碳…     

氧化钯作为电位型传感器中敏感电极的工作机理（英文）

研究了基于氧化钯(PdO)电极的电位型传感器的敏感特性,并探讨了其敏感机理。首先,利用Mg、Ni和La元素对PdO电极进行掺杂,将掺杂后的PdO电极印刷在氧化锆电解质上,制备成电位型传感器,并对一氧化碳(CO)的敏感特性进行了测试。由于掺杂后的PdO电极表面缺陷增加,这有利于对CO的吸附,有效地提高了传感器的灵敏度。其次,为了探究敏感信号的来源,PdO电极分别印刷在氧化铝和沸石基片上,同样测试了对CO的敏感特性。其中PdO电极与沸石所组成的电位型传感器对CO浓度可以产生阶梯型响应。最后,对传感器分别进行了电阻和阻抗谱的测量,测量结果表明:传感器的响应可以归因于电极和电解质之间界面电位的变化。综合上述研究结果,建立了电偶层模型来解释基于PdO电极的电位型传感器的工作机理。     

在3,4-二羟基肉桂酸介质中以多壁碳纳米管为传感器电催化检测L-半胱氨酸(英文)

A highly sensitive electrochemical sensor was prepared for the determination of L-cysteine using a modified multiwall carbon nanotubes paste electrode in the presence of 3,4-dihydroxycinnamic acid(3,4-DHCA) as a mediator, based on an electrocatalytic process. The results indicate that the electrode is electrocatalytically efficient for the oxidation of L-cysteine in the presence of 3,4-DHCA. The interaction between the mediator and L-cysteine can be used for its sensitive and selective determination. Using chronoamperometry, the catalytic reaction rate constant was calculated to be 2.37 × 102 mol–1 L s–1. The catalytic peak current was linearly dependent on the L-cysteine concentration in the range of 0.4–115 μmol/L. The detection limit obtained by linear sweep voltammetry was 0.25 μmol/L. Finally, the modified electrode was examined as a selective, simple, and precise new electrochemical sensor for the determination of L-cysteine in real samples.     

基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器的制备

构建了基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管(AuNPs/PFA/MWCNTs)修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器.利用循环伏安技术在多壁碳管修饰的玻碳电极表面上聚合一层阿魏酸,在恒电位条件下,在阿魏酸表面沉积金纳米粒子,巯基DNA作为探针通过金硫键固定在金纳米粒子表面.电化学交流阻抗技术(EIS)与扫描电镜(SEM...