基于纳米材料、聚电解质制备高性能乙醇生物传感器

以明胶包埋法作为乙醇氧化酶(AOX)的酶固定化方法,在比较多壁纳米碳管(MWCNTs)、纳米金、纳米氧化铁3种纳米材料的基础上,选择加入增效最明显的多壁纳米碳管提高灵敏度,在电极表面自组装聚丙烯胺盐酸盐/聚磺化乙烯硫酸盐(PAA/PVS)膜提高抗干扰性,制备出一种高灵敏度抗干扰性电流型乙醇生物传感器(Pt/(PAA/PVS)2PAA-MWCNTs/AOX)。本传感器灵敏度为1.04μA/(mmol/L),在2.5×10-5~2.5×10-3mol/L浓度范围内呈良好线性关系,线性方程为:I(μA)=0.2199 1.0400C(乙醇,mmol/L),r=0.9939;检出限为2.5×10-5mol/L;RSD<5%,稳定性好、抗干扰能力强。     

基于纳米铂黑修饰的快速检测用乳酸生物传感器研究

制备了一种可用于运动员血清样品乳酸快速检测的L-乳酸传感器.这种便携式平面电化学生物传感器采用金薄膜两电极系统;先后修饰纳米铂黑粒子层和铁氰化钾媒介体.铂黑纳米粒子沉积于金电极表面以提高传感器的灵敏度和稳定性,然后将乳酸氧化酶(LOD, E.C.1.1.3.2)和相关试剂固定在工作电极表面,铁氰化钾作为媒介体用以提高电极表面电子传递能力,并将工作电压降低为0.2 V.通过优化铂黑颗粒的沉积、乳酸氧化酶的浓度、铁氰化钾的浓度、添加剂的成分和浓度等条件,将传感器的检测范围扩展至1～20 mmol/L乳酸,检测灵敏度提高到1.43 μA·L/mmol,检测时间为50 s.生物传感器的批间r为0.0549;生物传感器经室温储存1年后仍可保持90%的活性.这种传感器成功地用于无稀释乳酸血清样品的快速检测,结合便携式检测仪(YT 2005-1 乳酸测试仪)将在快速诊断领域具有很好的应用前景.     

一步合成花朵形状的Au纳米结构以及在电化学测定多巴胺方面的应用

通过水热法在导电玻璃表面一步合成花朵形状Au纳米结构。以此花朵形状Au纳米结构修饰电极为工作电极来组装多巴胺传感器;电化学数据显示花朵形状Au纳米结构能够加速电子在多巴胺和电极表面传递,减少电化学氧化过程中的过电位,多巴胺的浓度在1.25μmol/L~1.07 mmol/L范围内,氧化峰电流与浓度存在线性关系(R=0.997),检测限为0.61μmol/L。合成的电化学传感器具有良好的稳定性和重复性,为多巴胺的实际分析检测提供了一种新方法。     

基于氧化还原聚合物固定双酶的谷氨酸传感器的研究

在塑料基片上制备了金薄膜的两电极系统的生物传感器.集成化的Ag|AgCl参比电极采用丝网印刷在薄膜电极上.以聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)为交联剂,将辣根过氧化酶(HRP)和谷氨酸氧化酶(GLOD)固定到聚乙烯吡啶与2,2'-双吡啶锇形成的氧化还原复合物中,滴在电极表面形成传感器的工作电极.实验结果表明,该生物传感器在谷氨酸溶液的浓度为1.0×10-6～4.0×10-4 mol/L的范围内,具有很好的线性关系(r=0.9998,n=9),灵敏度为37.5 mA(mol/L)-1cm-2;谷氨酸检出限为1.0×10-6 mol/L;传感器响应时间为10 s且有良好的一致性和稳定性,使用一个月后仍能保持其初始活性的90%.该传感器可以用于食品工业中的谷氨酸的快速检测和在线监测等.     

基于石墨/聚吡咯电极的葡萄糖生物传感器

采用电化学聚合技术,在掺杂的导电聚吡咯薄膜修饰过的铅笔芯电极上,吸附葡萄糖氧化酶制备葡萄糖生物传感器。首先在含有0.1 mol/L吡咯和0.01 mol/L HCl的溶液中,于0.7 V恒电位下吡咯单体氧化聚合,在铅笔芯电极表面形成聚吡咯薄膜;然后将葡萄糖氧化酶吸附在修饰过的电极上制备出葡萄糖氧化酶-聚吡咯-铅笔芯电极电流型生物传感器。实验考察了吡咯聚合时间、聚合温度、葡萄糖氧化酶吸附量、检测电压以及干扰物对传感器性能的影响。实验结果表明,在优化条件下,传感器的灵敏度为17.78μA/mmol/L,线性范围0.8 mmol/L,线性相关度R=0.9918,响应时间小于16 s,检测下限为18.75μmol/L,有较强的抗干扰能力。     

高稳定性安培型葡萄糖生物传感器的研究

采用有机改性溶胶凝胶-聚乙烯醇(Ormosil-PVA)包埋葡萄糖氧化酶,制备普鲁士蓝修饰玻碳电极,并基于此制备了安培型葡萄糖生物传感器。以含有FeCl3,K3Fe(CN)6和EDTA的溶液为沉积液,通过循环伏安电沉积法制备了高稳定性的普鲁士蓝修饰电极。考察了扫描电位范围、外加电位、pH和温度等因素对传感器的影响。葡萄糖浓度在20μmol/L~2 mmol/L范围内与响应电流呈线性关系,相关系数R=0.9965,以3倍空白值的标准偏差计算此传感器的检出限为8.1μmol/L。其中,在低浓度(20~100μmol/L)范围内,电流与浓度也呈良好的线性关系(R=0.9938)。     

基于聚硫堇和纳米银固定酶的葡萄糖生物传感器

用循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在玻碳电极表面上,使其表面形成均匀的带负电的聚硫堇膜,通过静电吸附作用吸附表面带正电荷的纳米银溶胶,接着通过静电吸附带负电的葡萄糖氧化酶,最后用聚硫堇包埋电极,从而制得性能优良的葡萄糖氧化酶(GOD)生物传感器。实验发现传感器氧化峰电流与葡萄糖的浓度在1.0×10-8~5.0×10-6mol/L(r=0.9963)范围内呈良好线性关系,检出限为5.0×10-9mol/L(S/N=3)。     

对巯基苯硼酸／纳米金修饰玻碳电极用于葡萄糖的识别

采用自组装技术,将对巯基苯硼酸(MPBA)自组装于带正电荷纳米金(nano-gold,NG)修饰的玻碳电极(GCE)表面,从而制得用于识别葡萄糖的无酶传感器(MPBA/NG/GCE).通过交流阻抗技术和循环伏安法考察了MPBA/NG/GCE修饰电极的表面电化学特性,同时研究了葡萄糖在该修饰电极上的电化学行为,讨论了利用该修饰电极测定葡萄糖的最佳条件.结果表明:在优化的条件下,氧化峰电流与葡萄糖浓度在1.0～150.0 mmol/L范围内呈良好的线性关系,其回归方程为ΔIp (μA)=3.37+0.342c(mmol/L),相关系数为r=0.999,检出限为3.8×10-5 mol/L (S/N=3),可用于葡萄糖分子的电化学识别.     

GCE/DNA/PFS/RTIL/HRP修饰电极的制备及其电催化行为

将辣根过氧化物酶（HRP）固定在室温离子液体（RTIL）/聚二茂铁硅烷（PFS）/DNA复合材料修饰的玻碳电极（GCE）表面,构建了GCE/DNA/PFS/RTIL/HRP修饰电极,详细地研究了该修饰电极的电催化行为,优化了电解质溶液的pH值和RTIL的体积对催化过氧化氢（H2O2）的影响。 电化学实验结果表明,DNA、PFS和RTIL复合膜既为HRP提供了一个生物兼容的微环境;又有效地促进了电子在HRP和电极表面之间的传递。 在最优实验条件下,该修饰电极对H2O2具有快速的催化响应,在2 s内即可达到稳态电流的95%,其响应在3.25 μmol/L~1.47 mmol/L（r=0.999,n=10）和1.86~5.35 mmol/L（r=0.996,n=12）范围内呈良好的线性关系,检出限为0.86 μmol/L。 该传感器灵敏度高、重现性和稳定性好。 此外,该修饰电极还能催化O2还原。     

基于碳纳米管修饰电极的甲醛生物传感器

利用甲醛脱氢酶和羧基化多壁碳纳米管修饰的丝网印刷电极,制备了基于还原型辅酶Ⅰ检测的甲醛生物传感器,并优化了传感器的检测条件.结果表明,此传感器对甲醛有较好的电催化氧化作用,显著降低了甲醛的氧化峰电位.在0.001～11nmol/L范围内,响应电流与甲醛的浓度线性相关,其线性回归方程为z(μA)=0.944c(mmol/L,) +0.0623,相关系数为0.9934,响应时间约为20 s,检出限为0.2 μmol/L( S/ N=3).     

聚合物纳米组装体修饰丝网印刷电极构建过氧化氢传感器

通过在聚合物结构中同时引入生物亲和单体和电活性单体,使得聚合物组装体在修饰丝网印刷电极时兼具提高比表面积、保持酶活和促进电子转移功能,从而发展了一种简单、高效构建电化学传感器的方法。 以苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基咔唑(VCz)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体自由基聚合合成双亲性无规共聚物Poly(St-co-AA-co-VCz-co-DMAEMA)(PSACD),将聚合物在选择性混合溶剂DMF/H₂O中自组装得到聚合物纳米粒子PSACD NPs。 利用纳米粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征。 依次将PSACD NPs水分散液、辣根过氧化物酶(HRP)溶液和全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物(Nafion,NF)溶液滴涂在丝网印刷碳电极(SPCE)上,制备得到过氧化氢生物传感器。 通过计时电流法对传感器性能进行研究,表明该传感器对H₂O₂在0.02~7.48 mmol/L有良好的线性响应,且响应时间短(<2 s),具有良好的选择性和稳定性。     

Multianalyte Biosensors for the Simultaneous Determination of Glucose and Galactose Based on Thin Film Electrodes

A multianalyte biosensor for the simultaneous determination of glucose and galactose was developed by immobilizing glucose oxidase (GOD) and galactose oxidase (GAO) on Nation-modified thin film platinum disk electrodes. The dual Pt working electrodes with disk shape and the surrounding ring shaped counter electrode were fabricated by thin film technology,which were integrated onto the same microchip. The response of the designed biosensor for glucose and galactose were linear up to 6.0mmol/L and 3.5mmol/L with sensitivities of 0.3μA/mmol/L and 0.12μA/mmol/L, respectively. No cross-talking effect was observed.     

壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶生物传感器测定葡萄糖的含量

应用壳聚糖将葡萄糖氧化酶固定于鸡蛋膜上,结合氧电极制得葡萄糖传感器.实验表明,壳聚糖比戊二醛能更好地固定葡萄糖氧化酶,最佳条件为壳聚糖浓度0.3%、固定化酶量0.8 mg、 pH 7.0、缓冲溶液浓度300 mmol/L和温度25 ℃.本葡萄糖传感器的线性范围为0.016～1.10 mmol/L;检出限为8.0 μmol/L(S/N=3), 响应时间<60 s,有很好的稳定性,寿命>3个月.同一个传感器重复使用以及同方法制作的不同传感器之间都有很好的重现性,RSD分别为2.5%(n=10)和4.7%(n=4).实际样品中可能存在的烟酰胺、 VB6、 VB12、 VE、Ca2+、 Mg2+、 K+和Zn2+等对葡萄糖的测定不产生干扰.本传感器已成功地应用于市售饮料中葡萄糖含量的测定.     

An ethanol biosensor based on a bacterial cell-immobilized eggshell membrane

An ethanol biosensor was fabricated based on a Methylobacterium organophilium-immobilized eggshell membrane and an oxygen（O₂） electrode.A linear response for ethanol was obtained in the range of 0.050-7.5 mmol/L with a detection limit of 0.025 mmol/L（S/N= 3） and a R.S.D.of 2.1%.The response time was less than 100 s at room temperature and ambient pressure. The optimal loading of bacterial cells on the biosensor membrane is 40 mg（wet weight）.The optimal working conditions for the microbial biosensor are pH 7.0 phosphate buffer（50 mmol/L） at 20-25℃.The interference test,operational and storage stability of the biosensor are studied in detail.Finally,the biosensor is applied to determine the ethanol contents in various alcohol samples and the results are comparable to that obtained by gas chromatographic method and the results are satisfactory.Our proposed biosensor provides a convenient,simple and reliable method to determine ethanol content in alcoholic drinks.     

鱼鳔膜为基质的生物传感器测定葡萄糖的研究

以鱼鳔膜为基质同定葡萄糖氧化酶,偶联氧电极,构建了葡萄糖生物传感器,通过测定溶解氧浓度的变化定量测定葡萄糖.考察了酶浓度、pH值、缓冲液浓度对传感器的影响,优化了实验条件:即酶浓度为1 mg,pH 7.0,缓冲液浓度为100 mmol/L.此传感器具有较宽的线性范围(0.016～1.2 mmol/L),较短的响应时间(...     

Thick film biosensors for metabolites in undiluted whole blood and plasma samples

The new electrochemical thick film biosensors from Roche Diagnostics are presented. Following considerations about the principal requirements that biosensors have to fulfil to be useful for diagnostic purposes, the basic design of these thick film biosensors is shown. In this paper, the new generation of biosensors for glucose, lactate and urea are presented, as well as data from a new biosensor for creatinine. All biosensors are designed for multiple use, at minimum 500 samples or 1 week in-use (depending on type of enzyme used), for determinations in undiluted whole blood or plasma, with extra electrodes to compensate for interferences. The sensors are integrated in a disposable cassette requiring 38 microtl sample volume. The analytical ranges of the sensors scope well with the normal and pathological concentrations of metabolites in human blood, e.g. for glucose 0.5-40.0 mmol/L. Both biosensors and interference-compensating electrodes are developed to have a cycle time of 90 s maximum. Method comparison diagrams show excellent correlation of results obtained by biosensors compared to results achieved by reference methods. In addition, the possibility of urea and creatinine determinations in diluted urine is presented.     

蜘蛛丝素和聚乙烯醇固定葡萄糖氧化酶 制备葡萄糖传感器

用蜘蛛丝素和聚乙烯醇的混合材料把葡萄糖氧化酶固定在氧电极表面,制成葡萄糖氧化酶电极。传感器对葡萄糖有灵敏的响应,平均响应时间为20s,电位变化值与葡萄糖浓度在3.0×10     

全血尿酸生物传感器的研制及临床应用

研制了一种利用全血来测试尿酸含量的安培型生物传感器。采用铁氰化钾作为媒介体,将尿酸氧化酶固定在羧甲基纤维素钠处理过的碳电极表面,研制成一种尿酸生物传感器。该传感器在恒电位0.3V和尿酸氧化酶的催化作用下,使被检测物尿酸氧化,铁氰化钾还原,在电极表面产生氧化-还原峰,利用安培法可对尿酸进行间接测定。该传感器经临床测试,尿酸的测定范围可达25~200mg/L,10s内即可达到稳态电流,测试结果的线性范围较好,相关系数为0.9987。另外,尿酸传感器具有好的抗干扰性,测试精度高、重复性好,RSD<2%。     

Immobilization and Characterization of Glucose Oxidase on Single-Walled Carbon Nanotubes and Its Application to Sensing Glucose

The negatively charged （at pH 8.2） glucose oxidase （GOx, pI ca. 4.2） was assembled onto the surface of single-walled carbon nanotubes （SWNT）, which was covered （or wrapped） by a layer of positively charged polyelectrolyte poly（dimethyldiallylammonium chloride） （PDDA）, via the electrostatic interaction forming GOx-PDDASWNT nanocomposites. Fourier transform infrared （FTIR）, UV-Vis and electrochemical impedance spectroscopy （EIS） were used to characterize the growth processes of the nanocomposites. The results indicated that GOx retained its native secondary conformational structure after it was immobilized on the surface of PDDA-SWNT. A biosensor （Nafion-GOx-PDDA-SWNT/GC） was developed by immobilization of GOx-PDDA-SWNT nanocomposites on the surface of glassy carbon （GC） electrode using Nafion （5%） as a binder. The biosensor showed the electrocatalytic activity toward the oxidation of glucose under the presence of ferrocene monocarboxylic acid （FcM） as an electroactive mediator with a good stability, reproducibility and higher biological affinity. Under an optimal condition, the biosensor could be used to detection of glucose, presenting a typical characteristic of Michaelis-Menten kinetics with the apparent Michaelis-Menten constant of KM^app ca. 4.5 mmol/L, with a linear range of the concentration of glucose from 0.5 to 5.5 mmol/L （with correlation coefficient of 0.999） and the detection limit of ca. 83 μmol/L （at a signal-to-noise ratio of 3）. Thus the biosensor was useful in sensing the glucose concentration in serum since the normal glucose concentration in blood serum was around 4.6 mmol/L. The facile procedure of immobilizing GOx used in present work would promote the developments of electrochemical research for enzymes （proteins）, biosensors, biofuel cells and other bioelectrochemical devices.