血红蛋白在碳纳米管修饰碳糊电极上的直接电化学行为

利用吸附法将血红蛋白(Hb)固定在碳纳米管修饰碳糊电极表面,制成稳定的固载Hb碳纳米管修饰电极,研究了Hb在碳纳米管修饰电极上的直接电化学行为.固载Hb的碳纳米管修饰电极在pH=7.0的PBS（磷酸盐缓冲溶液）中有一对相当可逆的循环伏安氧化还原峰,为Hb血红素辅基Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的特征峰.式电位为－0.160 V(vs SCE),随扫描速度变化很小.电子转移数为1.021,近似为一个辅基发生电子转移.Hb在碳纳米管修饰电极表面的电子转移常数为0.0816 s－1,远大于亚甲蓝作媒介体时Hb的电子转移反应速率常数.应用于过氧化氢、三氯乙酸和硝基苯等的电催化还原,固定在碳纳米管修饰碳糊电极的血红蛋白表现出稳定且较高的催化活性.     

血红蛋白在二氧化铈修饰电极上的直接电化学

将二氧化铈(CeO₂)与酶复合修饰电极, 采用循环伏安法研究了血红蛋白(Hb)在CeO₂修饰的玻碳电极上的电化学行为. 实验表明, 固定在CeO₂材料上的Hb, 不仅能有效地与电极表面进行直接电子转移, 而且能够保持其生物催化活性. 制得的Nafion/CeO₂/Hb/GC修饰电极的电子传递速率k_s为(0.68±0.09) s^－1, 对H₂O₂的检测限为1.013 μmol•L^－1, 重现性和稳定性较好. CeO₂在实验中体现出一定的生物相容性, 起到了促进Hb与电极之间进行直接电子传递的作用. CeO₂修饰电极进行蛋白质直接电化学测定以及酶生物电催化的成功实践, 为稀土氧化物材料在电化学传感领域中的应用开辟了思路.     

壳聚糖/DNA/血红蛋白/多壁碳纳米管复合膜修饰玻碳电极的制备及其电化学行为的研究

将多壁碳纳米管(MWCNTs)分散在壳聚糖(CTS)中并滴涂在玻碳电极表面,烘干后依次滴加血红蛋白(Hb)、DNA及CTS溶液.制成了壳聚糖/DNA/血红蛋白/多壁碳纳米管复合膜修饰的GCE(简示为CTS/DNA/Hb/MWCNTs/GCE)。采用方波伏安法及循环伏安法研究了膜内DNA的电化学行为。结果表明:在pH 5.8的磷酸盐缓冲溶液中,复合膜内的DNA在电极上于0.46 V(vs.SCE)处有一个明显的氧化峰,DNA氧化峰电流与其质量在1.0～5.0μg范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为0.5μg。     

维生素C在多壁碳纳米管/壳聚糖复合膜修饰玻碳电极上的电化学行为及测定

研究了维生素C在多壁碳纳米管/壳聚糖复合膜修饰玻碳电极上的电化学行为及测定。实验结果表明,在0.2 mol/L PBS(pH6.0)缓冲溶液中,修饰电极对抗坏血酸的氧化具有明显的催化和增敏效应,其氧化峰电位由 0.5 V负移至 0.1 V(vs.AgCl/Ag)。对修饰剂碳纳米管的用量、支持电解质、富集电位和富集时间等进行了优化。采用半微分伏安法进行定量测定,其线性范围为4.0×10-6~2.0×10-3mol/L,r=-0.998 3,检出限为1.0μmol/L。对抗坏血酸在修饰电极上的电化学行为进行了探讨,其电极反应为具有吸附特性和不可逆的电极过程,测得参加反应的质子数为2,电极反应的电子转移系数为0.59。测定了维生素C药片中抗坏血酸的含量,回收率在93%~105%。     

葡萄糖氧化酶在壳聚糖包埋单壁碳纳米管膜中的直接电化学与电催化研究

本文以葡萄糖氧化酶(GOx)为研究对象,采用壳聚糖(Chitosan)-单壁碳纳米管(SWCNTs)复合膜固定GOx构建一种膜体系,研究了GOx在膜上的直接电子转移和对葡萄糖的电催化.通过循环伏安法,在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中对膜电极进行表征,得到一对形态良好的可逆氧化还原峰,探讨了在不同pH值的磷酸盐缓冲溶液及...     

对苯二酚在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为研究

采用循环伏安法、微分脉冲伏安法、计时安培法研究了对苯二酚在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为,计算得到了碳纳米管修饰电极有效面积Aeff=23.9mm2以及对苯二酚电化学氧化过程的一些重要参数:传递系数α=0.630;控制步骤的反应电子数nα=1.03;反应速率常数k′=3.74×10-2cm/s;扩散系数D=2.85×10-6cm2/s。实验结果显示,本实验条件下对苯二酚在碳纳米管修饰电极上的氧化反应受扩散过程控制,为前行化学反应(CE),对苯二酚在失去电子之前先经历了一个脱氢的过程。微分脉冲伏安结果显示,催化氧化峰电流与对苯二酚浓度在1×10-4~6×10-6mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达4.0×10-7mol/L(S/N=3)。     

异烟肼在多壁碳纳米管修饰碳糊电极上的电化学行为及其应用

通过研究异烟肼在多壁碳纳米管修饰碳糊电极上的电化学行为建立了测定异烟肼的电化学方法。在pH6.8的磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲溶液中,异烟肼在–1.114 V处能产生一明显还原峰,异烟肼在修饰电极上的反应是受吸附控制的2质子、2电子电极反应过程。研究发现还原峰峰电流大小与异烟肼浓度在5.00×10~(-3)~5.00 mmol/L内呈良好的线性关系,相关系数r=0.997 0,方法检出限为1.70×10~(-3) mmol/L,测定结果的相对标准偏差为3.11%(n=5),回收率为97.6%~103.6%。该方法简单、灵敏,精密度高,可应用于样品中异烟肼的测定。     

纳米硫化镉修饰玻碳电极对血红蛋白的直接电化学和生物电催化

0IntroductionStudies of direct electrochemistry of proteins orenzymes at electrodes can serve as a basis for build-ing electrochemical biosensors,enzymatic bioreactors,and biomedical devices[1].This approach simplifiessuch devices without using mediators and is of partic-ular significance for fabricating the third generationbiosensors[2].For example,if a protein or enzyme im-mobilized on electrode surface is capable of directelectron transfer without loss of bioactivities,it can beused in the …     

双酚A在壳聚糖-FC-134-碳纳米管修饰电极上的电化学行为及其测定

采用十二烷基硫酸钠(SDS)与全氟辛基磺酰季碘化物FC-134作为碳纳米管的复合分散剂,制备了壳聚糖-碳纳米管修饰电极(MFC/GCE)。研究了环境激素双酚A在pH 8.0磷酸盐缓冲溶液中的电化学行为,并探讨了其电极过程机理。峰电位为0.450 V,峰电流与其浓度在2.5×10-7~1.0×10-4mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.0×10-8mol/L。该法用于环境水样中双酚A含量的测定并与荧光法对照,测定结果吻合。     

血红蛋白在类生物膜修饰电极上的直接电化学

使用掺合单壁碳纳米管(SWCNT)的不溶性表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)修饰玻碳电极,并将血红蛋白(Hb)固定在修饰膜中制得了稳定的固载Hb的修饰电极.循环伏安和交流阻抗测试表明,固定在电极上的Hb是一个受吸附控制的可逆电子传递过程.该氧化还原过程的CV扫描峰电位与溶液pH值成良好的线性关系,斜率39 mV/pH,表明在发生Hb直接电子传递反应的同时伴随有质子参与反应.掺合SWCNT的类生物膜修饰电极较之不掺合SWCNT的修饰电极对氧气的还原具有更好的催化作用.并以SWCNT掺合量为1 mg.mL-1的DDAB修饰电极性能最佳.     

普鲁士蓝-多壁碳纳米管复合材料修饰电极测定过氧化氢

利用电化学方法在多壁碳纳米管(MWCNT)修饰的玻碳电极表面聚合一层普鲁士蓝(PB)(PB/MWCNT/GCE),制备了一种新型的过氧化氢(H2O2)传感器。研究了该传感器对H2O2的电催化作用。讨论了支持电解质种类、酸度、修饰层厚度、电位和扫速等对H2O2响应的影响。研究表明,该传感器在以1.0mol/L KCl为支持电解质的磷酸盐溶液(pH=2.0)中,对H2O2具有明显的催化效应,测定的线性范围变宽,在2.9×10-6~8.8×10-2mol/L范围内还原峰电流与H2O2的浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.9949;检出限为1.4×10-6mol/L。该电极用于医用消毒水中H2O2的测定,结果令人满意。     

Direct Electrochemistry of Hemoglobin in Cerium Dioxide/Carbon Nanotubes/Chitosan for Amperometric Detection of Hydrogen Peroxide

Abstract

A novel hemoglobin (Hb) biosensor based on the remarkable synergistic effects of cerium dioxide (CeO₂) and multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) for detection of hydrogen peroxide (H₂O₂) is presented. The Hb/CeO₂/MWNTs/CHIT nanocomposite was nanoengineered by selected matched material components and optimized composition ratio to produce a superior H₂O₂ sensor. The preparation method is quite simple and practical. This composite matrix combined the advantages of MWNTs, CeO₂ nanoparticles, and chitosan (CHIT), with good electron-transfer ability, attractive biocompatibility, and fine film-forming ability, which could increase Hb attachment quantity and H₂O₂ detection sensitivity. In the optimum pH 7.0 phosphate buffer, the electrocatalytic response exhibited a linear dependence on H₂O₂ concentration in a wide range from 5.0 × 10^?6 to 4.6 × 10^?4 mol L^?1 with a detection limit of 6.5 × 10^?7 mol/L (3σ).     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

基于Hemin/多壁碳纳米管纳米复合物构建的过氧化氢生物传感器的研究

利用卟啉(Hemin)具有模拟酶的功能,与多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)生物传感器。首先,利用Hemin与MWCNTs之间的π-π键作用,在超声分散下制备Hemin/MWCNTs纳米复合物;采用滴涂技术并在nafion的作用下将其固载在电极表面,制得该H2O2生物传感器(nafion/Hemin/MWCNTs/GCE)。采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对合成的纳米复合物进行了分析;采用扫描电镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征;采用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极的电化学行为;并对传感器的行为进行了详细的研究。在最优条件下,此修饰电极对H2O2具有明显的催化作用,电流与H2O2的浓度在6.0×10-7~1.8×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限达2.0×10-7 mol/L。此传感器制作简单,具有较高的灵敏度和良好的稳定性及重现性。     

碳纳米管负载纳米金-石墨烯量子点修饰电极电化学检测过氧化氢

采用过氧化氢刻蚀法制备石墨烯量子点(GQDs),再采用原位化学还原法制备金纳米粒子-石墨烯量子点纳米复合物(Au NPs-GQDs),最后以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)为交联剂将上述纳米复合物组装于多壁碳纳米管表面,制得金纳米粒子-石墨烯量子点-PDDA-多壁碳纳米管复合材料(Au NPs-GQDsPDDA-MWCNTs)。通过荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法和透射电子显微镜对上述复合材料进行表征。采用滴涂法制得该复合材料修饰的玻碳电极,研究了过氧化氢在该电极上的电化学行为。结果表明:在石墨烯量子点、金纳米粒子和多壁碳纳米管三者的协同作用下,该电极对过氧化氢的电氧化表现出强的催化活性。在优化条件下,安培法检测H_2O_2的线性范围为2.0×10~(-8)~1.5×10~(-3)mol/L,检出限(3sb)为8.0×10~(-9)mol/L,灵敏度为61.6μA/(mmol·L~(-1))。     

基于Hemin/多壁碳纳米管纳米复合物构建的过氧化氢生物传感器的研究

利用卟啉(Hemin)具有模拟酶的功能,与多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)生物传感器。首先,利用Hemin与MWCNTs之间的π-π键作用,在超声分散下制备Hemin/MWCNTs纳米复合物;采用滴涂技术并在nafion的作用下将其固载在电极表面,制得该H2O2生物传感器(nafion/Hemin/MWCNTs/GCE)。采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对合成的纳米复合物进行了分析;采用扫描电镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征;采用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极的电化学行为;并对传感器的行为进行了详细的研究。在最优条件下,此修饰电极对H2O2具有明显的催化作用,电流与H2O2的浓度在6.0×10-7¹.8×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限达2.0×10-7 mol/L。此传感器制作简单,具有较高的灵敏度和良好的稳定性及重现性。     

A Hydrogen Peroxide Biosensor Based on Room Temperature Ionic Liquid Functionalized Graphene Modified Carbon Ceramic Electrode

A room temperature ionic liquid (IL) 1‐butyl‐3‐methylimidazolium hexafluorophosphate functionalized graphene (GE) was prepared and a hydrogen peroxide (H₂O₂) biosensor was fabricated by immobilizing hemoglobin (Hb) into the IL‐GE composite film. UV‐visible and Fourier transform infrared spectra of the composite film indicated that Hb retained its native structure in the film. Electrochemical investigation of the biosensor showed a pair of well‐defined, quasi‐reversible redox peaks with E_pa=?0.209 V and E_pc= ?0.302 V (vs. SCE) in pH 7.0 phosphate buffer solution at the scan rate of 100 mV/s. To the reduction of H₂O₂, the biosensor had a good linear range from 8.0×10^?7 to 1.8×10^?4 mol/L with a detection limit of 3.0×10^?7 mol/L. The apparent Michaelis‐Menten constant K^app_M was estimated to be 3.4×10^?5 mol/L.     

多壁碳纳米管表面过氧化苯甲酰印迹复合材料的制备及固相萃取应用

以过氧化苯甲酰(BOP)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用热聚合法在多壁碳纳米管(MWNTs)表面制备印迹聚合物(MWNTs-MIPs)。采用红外和热重分析等技术对聚合物结构进行表征。采用液相色谱考察该分子印迹聚合物对过氧化苯甲酰的吸附特性。结果表明该印迹聚合物对过氧化苯甲酰表现出特异性吸附,该印迹聚合物对模板分子存在一种结合位点,其最大表观结合量为56.20 µmol/g。该印迹聚合物成功应用于固相萃取富集面粉中微量过氧化苯甲酰,浓度富集因子为526。     

电化学传感器在H_2O_2检测中的应用

将辣根过氧化酶(HRP)固定在壳聚糖(CTS)-羧基化多壁碳纳米管(C-MWNTs)复合物修饰的玻碳电极(GCE)表面,制得壳聚糖-羧基化多壁碳纳米管(HRP-CTS/C-MWNTs/GCE)电化学传感器。采用傅立叶变换红外光谱仪检测复合物包埋的HRP,发现其结构性质未发生改变;采用循环伏安法对该电极的电化学性能进行研究,结果表明:在1/15 mol·L~(-1)的PBS(pH 6.98)缓冲溶液中出现1对氧化还原峰,传感器对过氧化氢有良好的电催化还原作用。过氧化氢浓度在0.1~12 mmol·L~(-1)范围内与还原峰电流呈线性关系,相关系数(r)为0.998 6,并检测出市售医用双氧水的平均含量为2.93%。