基于碳纳米材料的非酶葡萄糖传感器

简述了非酶葡萄糖传感器的研究现状以及碳纳米新材料的电化学优势,主要讨论了碳纳米管、石墨烯及石墨烯氧化物、有序介孔碳、碳纤维和富勒烯等碳纳米材料与各种金属氧化物组成的复合材料构建的非酶葡萄糖传感器的电化学性能,重点探索了材料的制备方法和结构形貌对葡萄糖检测性能的影响。本文为基于碳纳米材料的非酶葡萄糖传感器的构建提供了材料选择、制备方法以及结构形貌等方面的参考,并对非酶葡萄糖传感器的发展及研究方向作出了展望。     

基于金属有机框架/卟啉/多壁碳纳米管构建的新型葡萄糖非酶传感器

利用钴卟啉(Co-TCPP)的催化性能、多壁碳纳米管(MWCNTs)的良好导电性和金属有机框架(Co-MOFs)的高密度活性位点,通过温和方法制备了新型复合材料Co-TCPP/MWCNTs@Co-MOFs,并用此材料构筑了一种新型葡萄糖非酶传感器.电化学实验结果表明,该传感器对葡萄糖具有良好的响应.     

基于金属有机骨架的非酶葡萄糖电化学传感器

葡萄糖的快速有效检测在维持人体健康、疾病控制与诊断、生物科学和食品科学等方面具有重要意义。基于金属有机骨架(MOFs)的催化活性和比表面积大等特点,MOFs已被成功开发为非酶葡萄糖电化学传感器。本文综述了基于非改性MOFs、纳米金属粒子掺杂MOFs、金属及金属氧化物核@MOFs、碳纳米材料@MOFs、核-壳MOFs在检测葡萄糖方面的研究进展,从掺杂材料、检测能力等方面进行了综述,并对今后非酶葡萄糖电化学传感器的发展进行了展望。     

非酶葡萄糖传感器电极材料构建策略

电化学传感器因具有灵敏度高、检测限低等优点而得到广泛应用,将非酶电化学传感器应用于葡萄糖浓度的检测具备重要的研究价值。以金属有机骨架、碳材料和导电聚合物为基底与金属及其衍生物复合,构建的纳米复合材料修饰电极对于葡萄糖的检测具有极高的灵敏度、较低的检测限和快速响应的能力,可应用于实际样品的检测。本文综述了近年来非酶葡萄糖电化学传感器的研究进展,通过对纳米复合材料的性能比较,为非酶葡萄糖传感器的构建提供思路。     

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.     

基于柔性MXenes/石墨烯纤维直接电沉积NiS构建非酶葡萄糖传感器

使用一步电沉积法在二维过渡金属碳(氮)化物(MXenes)/石墨烯纤维(GF)上直接合成NiS，制备非酶葡萄糖传感器。在最佳条件下，NiS/MXenes/GF微电极传感器检测葡萄糖，在葡萄糖浓度2.5～5000μmol/L范围内呈良好的线性关系，检出限为1.64μmol/L，灵敏度3951.35μA·L/(mmol·cm²)。结果表明，制备的NiS/MXenes/GF柔性纤维状微电极可作为生物传感器的电极材料。     

无酶葡萄糖电化学传感器的研究进展

随着各种新型材料的层出不穷及其在葡萄糖电化学传感器方面应用的发展,无酶葡萄糖电化学传感器的研制成为葡萄糖电化学传感器的另一个研究热点.本文综述了近年来无酶葡萄糖电化学传感器的研究进展,重点介绍了电流型无酶葡萄糖传感器所使用的各种电极材料,总结了最近五年各种新型结构材料在该类传感器研制方面的应用,并对无酶葡萄糖电化学传感器发展方向和趋势进行了展望.     

硫堇-牛血清白蛋白氧化还原复合膜修饰葡萄糖生物传感器的研究

通过交联法和自组装法制备了一种双酶型葡萄糖生物传感器.首先以牛血清白蛋白-戊二醛为交联剂以实现对辣根过氧化物酶(HRP)的固载,再利用凝集素-糖蛋白的识别作用将葡萄糖氧化酶(GOD)分子组装到电极表面,制得双酶型的葡萄糖生物传感器.采用原子力显微镜(AFM)考察了复合膜的性质,同时采用循环伏安法和计时电流法考察了该传感...     

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.     

高性能多级花状Co3O4基无酶葡萄糖电化学传感器

以硝酸钴、碳酸钠、尿素为原料,泡沫镍为基体,采用水热和煅烧相结合的二步法制备了一种多级花状Co_3O_4/Ni异质结构的无酶葡萄糖传感器。通过X射线衍射与扫描电镜对Co_3O_4/Ni电极的成分及形貌进行了表征,并采用循环伏安法在1mol/L KOH溶液中测试了Co_3O_4/Ni异质结构葡萄糖传感器电极的电化学性能。结果表明,通过二步法在泡沫镍表面制备的Co_3O_4呈现多级花状纳米纤维结构。将制备的Co_3O_4/Ni异质结构作为电极构建的无酶葡萄糖传感器表现出响应时间快(低于5s)、检测灵敏度高(7.4m A·(mmol/L)~(-1)·cm~(-2))、检出限低(1.17μmol/L,S/N=3)和线性检测范围宽(0~5 mmol/L)的特点。进一步的抗干扰性检测表明所制备的传感器在+0.44V vs.SCE对葡萄糖表现出良好的选择性。本文所制备的多级花状Co_3O_4基电极在无酶葡萄糖传感器的发展中有着很大的应用潜力。     

再生丝素和聚乙烯醇混合膜的结构、性能及其葡萄糖传感器的应用

用扫描电镜分析了再生丝素(RSF)和聚乙烯醇(PVA)混合膜的形貌结构,并测定了其吸水性和机械强度,用RSF和PVA的混合材料把葡萄糖氧化酶固定在玻碳电极表面,制成电流型葡萄糖传感器,以1,4-苯醌为电子传递体,酶电极对葡萄糖有灵敏的响应,峰电流的增加与葡萄糖的浓度在10^-5～10^-2mol/L范围内有良好的线性关系。用此方法制成的葡萄糖传感器物理性能好,其有效寿命长达2个月以上。该酶电极对葡萄糖的响应时间小于20s.     

葡萄糖生物传感器检测方法的研究进展

葡萄糖生物传感器以其灵敏度高、选择性好、反应速度快以及稳定性好等优点吸引了许多研究者的关注。 本文将已发表的一些葡萄糖检测方法分为两类：葡萄糖酶生物传感器检测方法与无酶葡萄糖生物传感器检测方法,简要介绍了这2种检测方法的一些研究进展,并对葡萄糖检测方法的发展前景进行了展望。     

基于对氨基苯甲酸/硫堇/纳米金共价修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

实验制备了以对氨基苯甲酸(4-ABA)、硫堇(TH)、纳米金(Au NPs)共价键合葡萄糖氧化酶的新型葡萄糖生物传感器. 主要采用循环伏安法, 以羟基二茂铁作为电子媒介体, 对含葡萄糖和未含葡萄糖的电解液进行了研究. 结果表明: 传感器的响应电流值随葡萄糖氧化酶膜层数的不同而变化. 考虑到酶电极的长期稳定性与构造简单性, 我们制作了两层葡萄糖氧化酶膜的酶电极. 该传感器对1×10^－2 mol/L葡萄糖的响应电流达2.47 μA, 响应时间仅4.7 s. 该生物传感器检测的线性范围为3×10^－5～1×10^－3 mol/L, 最低检测浓度可达5.8×10^－6 mol/L. 该传感器制备简单, 稳定好, 具有一定的使用价值.     

铜基化合物无酶葡萄糖电化学传感器的比较研究

构建了包括CuO/Cu(OH)2、CuO/Cu(OH)2-MWCNTs(多壁碳纳米管)和CuO/Cu(OH)2-MWCNTs-COOH(羧化多壁碳纳米管)在内的多种无酶葡萄糖电化学传感器。该类传感器均利用电极现场产生的Cu(Ⅲ)来加速葡萄糖的电催化氧化,而碳纳米管的引入对于加速界面电子转移则起到了关键作用,羧化多壁碳纳米管更因其亲水性基团的存在,在增加其与修饰层内铜化合物的相容性的同时更是增加了葡萄糖与铜化合物的有效接触面积,从而使传感器在检测灵敏度以及抗干扰能力方面具有较大优势。     

天青Ⅰ为电子媒介体金纳米颗粒修饰葡萄糖生物传感器

用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOx)于铂金电极表面,并在葡萄糖溶液中加入天青Ⅰ作为电子媒介体,制成了新型葡萄糖生物传感器。实验证明,葡萄糖氧化酶吸附在纳米金颗粒表面上稳定且保持其生物活性;而电子媒介体的存在,显著提高了传感器的响应灵敏度。该传感器对葡萄糖响应的线性范围为2.5×10-5～7.5×10-3mol/L;检出限为8.5×10-6mol/L(S/N=3)。该生物传感器用于人体血清中的葡萄糖测定,结果令人满意。     

激光诱导石墨烯/酶电极的葡萄糖传感研究

葡萄糖水平是糖尿病诊断治疗的一项重要评价指标。该文基于激光诱导石墨烯/酶电极构建了一种新型便携式葡萄糖传感器。通过激光诱导石墨烯(LIG)技术制备微型柔性石墨烯三电极系统(LIG电极),并基于1-芘丁酸的疏水端苯环与石墨烯的六元环结构间的π-π叠加效应,对LIG电极表面羧基化,进而共价交联葡萄糖氧化酶(GOx),制得LIG/GOx电极,采用计时电流法,开展葡萄糖传感研究。结果表明,所构建的传感器对葡萄糖的检测范围为5.0×10^-5～1.0×10^-2 mol/L,检出限(S/N=2)为5.0×10^-5 mol/L。方法表现出较高的选择性、稳定性和良好的重复性,可用于血清、尿样和汗液中葡萄糖的检测。LIG在葡萄糖传感微型电极材料的应用,有利于实现葡萄糖的非临床检测,有望用于便携式传感器的构建。     

基于聚合物点的电致化学发光生物传感器用于葡萄糖检测

羧基功能化的聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(1,4-苯并-{2,1′,3}-噻二唑)]聚合物点(PFBT-COOH)在无外加共反应试剂的条件下具有高的电致化学发光(ECL)信号,且过氧化氢(H_2O_2)对其ECL具有高效猝灭作用。采用PFBT-COOH修饰玻碳电极,进一步交联葡萄糖氧化酶(GOD)以构建酶传感器(GOD/PFBT-COOH/GCE)。随着检测底液中葡萄糖浓度的增加,葡萄糖在GOD催化下原位产生的H_2O_2量增加,导致传感器的ECL信号逐渐减弱,从而实现葡萄糖的准确、快速、灵敏检测。此方法测得葡萄糖的线性范围为1.0×10~(-7)～3.0×10~(-3) mol/L,检出限为3.0×10~(-8) mol/L。血清样品中葡萄糖的加标回收率为98.5%～106%。该策略为酶传感器的构建提供了新思路,为葡萄糖的检测提供了新方法。     

碳纳米管负载铂-二氧化钌纳米颗粒用于葡萄糖传感器的研究

建立了多壁碳纳米管(MWNTs)负载铂二二氧化钌纳米颗粒的液相化学还原法.以Nafion为固定剂,将Pt-RuO2/MWNTs复合材料修饰于玻碳电极的表面,制备了一种无酶型葡萄糖传感器.实验表明:复合材料修饰的电极对葡萄糖响应电流明显,并且受抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的干扰小.本实验采用安培法测定葡萄糖,线性范围为2 0×10 3～1.0×10-2 mol/L(R～0.9965);灵敏度为119.26 μA cm-2(mmol/L)-1;检出限为1.25×10 -5 mol/L(信噪比为3);响应时间为4.8 s.PtRuO2/MWNTs修饰电极可作为性能良好的无酶型葡萄糖传感器.     

亲水金和憎水二氧化硅纳米颗粒对葡萄糖生物传感器响应灵敏度的增强作用

用亲水金、憎水二氧化硅纳米颗粒固定葡萄糖氧化酶(GOD),采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为辅助固酶膜基质来制备葡萄糖生物传感器,并考察了亲水金、憎水二氧化硅纳米颗粒对酶电极电流响应的影响.实验表明,引入纳米粒子可显著增强电极响应灵敏度.并对两种不同性质纳米颗粒所起作用的可能机理进行讨论,从理论和实验上证明了纳米颗粒对固定酶的作用.为制备有实用价值的葡萄糖生物传感器提供了可供参考的实验和理论依据.     

以高氯酸·三-2,2′-联吡啶合钴(Ⅲ)作为电子媒介体金纳米颗粒增强的葡萄糖生物传感器

用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOx)于铂电极表面,并在葡萄糖溶液中加入高氯酸·三-2,2′-联吡啶合钴(Ⅲ)作为电子媒介体,制成了高灵敏的葡萄糖生物传感器.葡萄糖氧化酶吸附在纳米金颗粒表面上稳定且保持其生物活性;而电子媒介体的存在,显著提高了传感器的响应灵敏度.该传感器对葡萄糖响应的线性范围为1.2×10-8～6.2×10-6 mol/L,检出限6.2×10-9 mol/L(S/N=3).该生物传感器有效消除了抗坏血酸、尿酸的干扰,可用于人体血清中葡萄糖的测定.