纳米级普鲁士蓝的制备表征及其在电分析化学中的应用

普鲁士蓝(PB)可以作为许多生物化学物质的人工酶来修饰惰性电极,用来催化它们的氧化还原.该文评述了近年来国内外对纳米尺度PB在电分析化学领域中的应用进展,含纳米PB的基本特性、制备方法、电极固定,以及在电分析化学中的应用.纳米PB对检测信号有放大作用,已经在电分析中体现了它的优越性,对纳米PB的深入研究将开发出性能更优良的传感器.     

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。     

基于普鲁士蓝/二氧化钛纳米管修饰碳糊电极的电流传感器检测偏二甲肼的研究

以TiO_2纳米管(TNTs)作为普鲁士蓝(PB)的载体,制备了PB/TNTs修饰碳糊电极(PB/TNTs/CPE),考察了偏二甲肼(UDMH)在该电极上的电化学行为,评估PB/TNTs/CPE测定UDMH的可靠性。结果表明,PB可以作为促进UDMH氧化的催化剂,利用TNTs作为PB的载体,可以提高电子的转移效率和速率。通过电流测定法得出测定UDMH的线性范围为0.3~100mg·L~(-1),检测限为2.6×10~(-5) g·L~(-1)。相比PB修饰的碳糊电极,本文基于PB/TNTs修饰碳糊电极所制备的电流传感器具有更高的灵敏度。     

聚吡咯固定胆固醇氧化酶/普鲁士蓝安培传感器的研制

利用电聚合吡咯的方法将胆固醇氧化酶固定在普鲁士蓝 (PB)修饰玻碳电极表面 ,制成了一种新型胆固醇安培传感器。PB膜修饰电极催化过氧化氢电还原 ,于 0V(vs.Ag ACl)产生灵敏还原峰 ,利用安培法可对胆固醇进行间接测定。胆固醇的测定范围为 0～ 2× 10 - 4mol L ,检出限为 6× 10 - 7mol L ,灵敏度较当前胆固醇传感器有明显的提高。同时该传感器对胆固醇的测定避免了常规电化学传感器测定中样品所含大量的易氧化物质带来的干扰     

普鲁士蓝包覆碳纳米管复合物修饰无酶过氧化氢传感器的研制及应用

本文通过在碳纳米管(MWNTs)表面原位自发还原形成普鲁士蓝纳米颗粒(PB),制备PB包覆的MWNTs纳米复合物(PB@MWNTs),并将其修饰于电极表面,直接催化过氧化氢,成功制得了一种无酶过氧化氢传感器。由于PB和MWNTs对过氧化氢都有较好的催化能力,使得制备的传感器具有好的性能。该传感器在H2O2浓度为1.8×10-7mol·L-1~4.2×10-3mol·L-1范围内,呈良好的线性,检测下限达到8.0×10-8mol·L-1(S/N=3),灵敏度为71.8A·L/mol/cm2。此外,传感器还表现出较好的稳定性、重现性和选择性     

基于聚吡咯修饰膨胀石墨电极的甲胎蛋白电化学免疫传感器

构建了测定人血清中甲胎蛋白(AFP)的电化学免疫传感器。此免疫传感器的制备采用恒电位法在膨胀石墨(EG)电极表面合成聚吡咯(PPy),再以戊二醛(GA)作为交联剂,固定辣根过氧化酶标记的AFP抗体(HRP-anti-AFP)。此免疫传感器在含AFP的溶液中于35℃温育50 min后,再在传感器表面修饰普鲁士蓝(PB)作为电子介体,抗原抗体免疫结合产生的免疫复合物会导致HRP对PB催化氧化的效率降低。在优化条件下,AFP的浓度在0.01～300μg/L范围内呈线性关系,检出限为6.25 pg/mL(S/N=3)。这种基于PPy修饰EG电极的免疫传感器制备简单,灵敏度高且价格低廉,有望成为一次性电化学免疫传感器。     

基于普鲁士蓝/二氧化锰复合材料修饰电极上的无酶过氧化氢传感器

合成了一种普鲁士蓝/二氧化锰(PB/MnO2)复合材料。表征结果显示两者成功地复合在一起。电化学测试结果表明复合材料比单独的PB具有更好的电化学活性。由修饰玻碳电极(GCE)构建的传感器对过氧化氢(H2O2)的还原具有良好的稳定性、重现性和选择性。     

普鲁士蓝@石墨烯-壳聚糖纳米复合物用于构建microRNA电化学传感器的研究

制备了基于普鲁士蓝(PB)、石墨烯(GN)、壳聚糖(Chi)的纳米复合物(PB@GN-Chi),并将其修饰在玻碳电极表面制得microRNA电化学传感器。实验发现,GN可有效提高敏感膜的导电性能和比表面积,增强PB在电极表面的稳定性和传感器的重现性。通过戊二醛的交联作用,将氨基化的捕获探针(ssDNA)固载在PB@GN-Chi修饰的电极表面,并用于miR-21的检测。以透射电子显微镜对纳米复合物的形态进行表征,采用循环伏安法、示差脉冲伏安法对传感器的电化学特性进行研究。实验结果表明,该传感器具有良好的稳定性和重现性,在2.8~2.8×10~4pmol/L浓度范围内,响应电流与miR-21浓度的对数呈线性关系,检出限为0.87 pmol/L,可用于miR-21的检测。     

电沉积普鲁士蓝/壳聚糖修饰金电极的电化学研究

应用控制电位电解法在金电极上进行了普鲁士蓝(PB)/壳聚糖(CS)修饰膜的电沉积。在pH2、溶液组成为2.5 mmol/L FeCl3 2.5 mmol/L K3[Fe(CN)6] 0.01%CS 0.01 mol/L HCl和0.1 mol/L KCl的溶液中,于0.4 V(vs.SCE)电沉积300 s,获得性能理想的沉积膜。对修饰膜进行了红外和显微表征,结果表明,PB和CS同时沉积在电极上,且膜结构较纯PB沉积膜粗糙,修饰量大,具有更强的空间结构性。研究了PB/CS/金修饰电极(PB/CS/Au/CME)的电化学行为,该电极在中性(pH7.0~8.0)条件下性能比纯PB修饰膜更稳定,具有良好的电化学活性和对H2O2的电催化性能。氧化峰电流与H2O2浓度在1×10-6~5×10-3mol/L范围内呈良好线性关系,为研制基于酶催化反应的电化学生物传感器奠定了良好基础。     

铂/普鲁士蓝复合纳米线的合成及电化学传感应用

利用多孔聚碳酸酯膜,采用两步模板电沉积法制备了铂/普鲁士蓝(Pt/PB)复合纳米线。将Pt/PB复合纳米线固定在玻碳(GC)电极上,构建过氧化氢电化学传感器。实验结果表明,Pt/PB复合纳米线对过氧化氢的还原有良好的电催化作用。在电位为-0.1V时,响应电流信号与过氧化氢浓度呈良好的线性关系,线性范围为6.1×10-4～1.8×10-2 mol/L,检出限(S/N=3)为5.0×10-7 mol/L。该修饰电极具有响应速率快、稳定性高、使用寿命长等优点,同时还具有一定的抗干扰能力。     

对苯二酚在掺Cu(Ⅱ)类普鲁士蓝膜修饰电极上的电化学行为研究

采用循环伏安法在普鲁士蓝膜中掺杂Cu2+,制得掺Cu(Ⅱ)类普鲁士蓝膜(Cu-PB膜)。利用循环伏安法、库仑分析法和电化学阻抗法对Cu-PB膜进行电化学表征,结果显示Cu2+进入普鲁士蓝的内部结构,取代了其中的高自旋铁。该Cu(Ⅱ)类普鲁士蓝膜对对苯二酚具有明显的电催化作用,电极反应过程是扩散控制的准可逆过程,在5.0×10-5~1.0×10-3mol.L-1范围内,还原峰电流与对苯二酚浓度呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-6mol.L-1。计算了对苯二酚在Cu-PB膜修饰电极上电极过程的动力学参数。     

普鲁士蓝/多壁碳纳米管修饰电极测定维生素C

利用电化学方法在多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面聚合一层普鲁士蓝,制备普鲁士蓝/多壁碳纳米管修饰玻碳电极,运用循环伏安法研究了维生素C(vc)在该修饰电极上的电化学行为.该修饰电极对Vc显示出快速的电化学响应和较好的电催化活性,在pH为4.0的磷酸盐溶液中,Ve浓度与其氧化峰电流在8.0×10-4～1.0×10-2 mol/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数为0.9993,检测限为6.4×10-5mol/L.该电极具有较好的稳定性和重现性.     

In situ electrosynthesis of magnetic Prussian blue/ferrite composites for removal of cesium in aqueous radioactive waste

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry - In this study prussian blue (PB)/ferrite composites by in situ electrosynthesis were used to remove cesium (Cs) from aqueous radioactive waste....     

普鲁士蓝膜修饰电极的电化学阻抗谱

测量了应用电化学方法制备的不同厚度的普鲁士蓝膜修饰电极的循环伏安行为与电化学阻抗谱.由所得到的循环伏安图讨论了普鲁士蓝修饰膜的氧化还原过程,并对相关的Nyquist图进行了解析,提出了相应的等效电路.在此基础上计算出较薄膜中普鲁士蓝/普鲁士白电化学反应的表观速率常数和表观扩散系数,讨论了膜厚度对电荷扩散的影响.当膜相对较薄时,电极过程主要由动力学过程控制;当膜达到一定厚度时,电荷在膜中的扩散速率受到限制,电极过程由动力学过程和电荷扩散过程共同控制,证实了文献报导的普鲁士蓝膜修饰电极为多层空间分布电荷传递模型.     

新型普鲁士蓝纳米方块-离子液体复合纳米界面协同检测鸟嘌呤

本文利用离子液体(IL)和普鲁士蓝(PB)纳米方块的协同作用测定鸟嘌呤。首先制备了IL-PB修饰电极,用循环伏安法对修饰电极进行了表征。为了使PB自身的信号达到最大,优化了各种制备条件,如IL和PB的比例,KCl溶液和HCl的浓度等。使用制备的修饰电极催化鸟嘌呤,优化了鸟嘌呤的测定条件如B-R缓冲溶液pH值;疏水性离子液体和亲水性离子液体对鸟嘌呤的影响,结果表明疏水性离子液体催化效果更好。该法在最优化条件下检测鸟嘌呤,在4.0×10-7～1.4×10-6 mol/L范围内与氧化峰电流呈现良好的线性关系,检出限为6.0×10-8 mol/L。     

化学修饰电极的研究—Ⅸ.普鲁士蓝修饰电极的制备和性能

本文用电化学方法在Pt基体上制备出更稳定的普鲁士蓝修饰电极,可经历0.6—1.1V(Vs.SCE)之间连续一千周以上电位扫描;提出了普鲁士蓝薄膜电化学氧化还原时电子转移的多层模型;系统地研究了电极制备条件、薄膜厚度及溶液pH值对电极伏安行为的影响。     

普鲁士蓝/氧化锆复合材料的电化学行为及对H2O2的电催化

通过一步电沉积技术制备了普鲁士蓝/氧化锆修饰玻碳电极。采用电化学阻抗技术表征修饰电极。采用循环伏安法研究了pH值和扫描速率对该修饰电极的电化学行为的影响。结果表明:普鲁士蓝的峰电流与其扫描速率的一次方在一定范围内呈良好的线性关系。此外,该修饰电极在含有KCl(1.0mol/L)的磷酸盐缓冲溶液(0.1mol/L,pH=7.0)中,对H2O2具有明显的电催化作用,在无酶检测H2O2领域具有潜在的应用价值。     

Electrochemical Immunosensor for α‐Fetoprotein Based on Gold Nanoparticles/Graphene‐Prussian Blue

The electrochemical immunosensor for α‐fetoprotein (AFP) was fabricated based on the platform of gold nanoparticles (GNP)/graphene (Gr)‐prussian blue (PB). By electrodeposition, GNP were modified on the surface of the prepared Gr‐PB. The anti‐AFP‐1,1′‐ferrocenedicarboxylic acid (FcDA) as label was directly immobilized on the platform of GNP/Gr‐PB. And after the immunoreactions, the formed complex inhibited the electron transfer and decreased the catalytic current of FcDA toward the reduction of H₂O₂. And in the range of 10–3200 pg·mL^?1, the decreased current is linear with the concentration of AFP, with a detection limit of 3 pg·mL^?1. The developed immunoassay method showed good precision, high sensitivity, acceptable stability and reproducibility, and could be used for the detection of real samples with consistent results in comparison with those obtained by the enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) method.     

New Nanocomposite Based on Prussian Blue Nanoparticles/Carbon Nanotubes/Chitosan and Its Application for Assembling of Amperometric Glucose Biosensor

Abstract

A new nanocomposite was developed by combination of prussian blue (PB) nanoparticles and multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) in the matrix of biopolymer chitosan (CHIT). The PB and MWNTs had a synergistic electrocatalytic effect toward the reduction of hydrogen peroxide. The CHIT/MWNTs/PB nanocomposite‐modified glassy carbon (GC) electrode could amplify the reduction current of hydrogen peroxide by ～35 times compared with that of CHIT/MWNTs/GC electrode and reduce the response time from ～60 s for CHIT/PB/GC to 3 s. Besides, the CHIT/MWNTs/PB nanocomposite‐modified GC electrode could reduce hydrogen peroxide at a much lower applied potential and inhibit the responses of interferents such as ascorbic acid (AA) uric acid (UA) and acetaminophen (AC). With glucose oxidase (GOx) as an enzyme model, a new glucose biosensor was fabricated. The biosensor exhibited excellent sensitivity (the detection limit is down to 2.5 µM), fast response time (less than 5 s), wide linear range (from 4 µM to 2 mM), and good selection.