基于ZnO纳米线的螺旋线形跨尺度葡萄糖传感器

制备了一种基于螺旋线形跨尺度结构的酶传感器, 并对该传感器进行了表征和性能测试. 将ϕ 30 μm键合Au丝以螺旋线方式手工缠绕在ϕ 125 μm光纤纤芯上, 在该Au螺旋线上用水浴法合成ZnO纳米线, 得到螺旋线形跨尺度结构; 在ZnO纳米线上物理吸附葡萄糖氧化酶(GOD), 制备了葡萄糖传感器工作电极. 利用扫描电子显微镜(SEM)图像和MatLab图像处理算子分别对螺旋线形跨尺度结构表面形貌及其上活力为50 units/mg的GOD吸附效果进行了定性和定量表征, 分析了非高斯粗糙表面与GOD吸附效果的影响关系. 基于三电极体系采用循环伏安法和计时安培法测试了制备的12个工作电极的性能, 测得该类传感器的灵敏度为(1.410±0.665) μA·L/(mmol·cm²), 线性范围为0~(4.292±0.652) mmol/L, Michaelis-Menten常数为(3.571±1.280) mmol/L, 检出限为(14.085±8.393) μmol/L. 使用活力更高的GOD可以得到性能更好的螺旋线形跨尺度葡萄糖传感器. 该类传感器可广泛应用于医药、 生物、 食品加工及环境监测领域中尿酸、 尿素、 胆固醇、 过氧化氢和苯酚等的检测.     

硅溶胶-凝胶包埋纳米金和酶的葡萄糖生物传感器

采用溶胶-凝胶技术将金纳米粒子和葡萄糖氧化酶一次性固定于硅溶胶-凝胶的网络结构中,制备了葡萄糖生物电化学传感器并优化了传感器的制备条件。酶电极对葡萄糖具有良好的电化学响应,葡萄糖浓度在0.02~2.0 mmol/L范围内和催化电流呈线性关系,检出限为0.005 mmol/L。酶电极在4 ℃下贮存100 d后对葡萄糖的响应仅下降8%。该酶电极灵敏度高、响应快、稳定性好。     

葡萄糖氧化酶在石墨烯-纳米氧化锌修饰玻碳电极上的直接电化学及对葡萄糖的生物传感

采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯/纳米氧化锌复合膜修饰玻碳电极,再将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定。用循环伏安法在-0.7～-0.1 V范围内研究了葡萄糖氧化酶在修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,石墨烯/纳米氧化锌复合膜能很好地保持葡萄糖氧化酶的生物活性,并显著促进了其电化学过程。在0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0)中,固定在修饰电极上的葡萄糖氧化酶呈现出一对近乎可逆的氧化还原峰,并且对葡萄糖的氧化具有良好的催化作用。葡萄糖氧化酶在修饰电极上的电子转移常数ks为1.42 s-1,修饰电极对葡萄糖催化的米氏常数Kampp为14.2μmol/L。线性范围为2.5×10-6～1.5×10-3mol/L,检出限为2.4×10-7mol/L(S/N=3)。此修饰电极具有良好的导电性能、稳定性和重现性,可用于实际样品的分析测定。     

基于表面重建螺旋型铂铱电极的葡萄糖生物传感器

通过对螺旋型铂铱电极表面进行化学腐蚀和电化学沉积铂纳米粒子实现电极表面的重建和优化,研究了螺旋型铂铱电极在不同腐蚀时间和电沉积时间下的形貌及对过氧化氢(H2O2)的催化活性.对表面重建的工作电极涂覆氧化酶和半透膜,制备出了铂纳米粒子/葡萄糖氧化酶/环氧聚氨酯酶电极,并将其用作葡萄糖传感器的工作电极.传感器计时电流检测结果表明,表面重建后的酶电极传感器对葡萄糖的检测范围扩大为2~45 mmol/L,优于裸铂铱酶电极传感器,电流响应值和灵敏度得到明显提升,同时传感器还具有良好的稳定性和选择性.     

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。     

交联镍纳米片修饰电极用于无酶葡萄糖传感器

以滴涂法在玻碳电极表面修饰一层阳离子交换聚合物Nafion膜,通过离子交换将Ni2+固定于电极表面,进一步电化学沉积得到相互交联的Ni纳米片。Ni纳米片修饰电极能催化葡萄糖的电化学氧化,可用于无酶葡萄糖传感器的构建。在0.60 V恒电位条件下,Ni纳米片修饰电极的氧化峰电流随葡萄糖浓度的增大而增大,其线性响应浓度范围为0.02~3.85 mmol/L。传感器的检测灵敏度为150.6μA(mmol/L)-1·cm-2,检出限为5μmol/L,响应时间为5 s。传感器应用于葡萄糖注射液的检测,加标回收率为90.0%。     

EC-Pt/CNTs葡萄糖氧化酶电极

采用乙基纤维素(EC)和载Pt碳纳米管(CNTs)导电复合材料固定葡萄糖氧化酶(GOD)制备EC-Pt/CNTs葡萄糖氧化酶电极.该电极在0~4 mmol/L的浓度范围内检测葡萄糖,灵敏度为0.85μA/mmol.L-1,浸泡18 d后电极活性仍达80%,EC-Pt/CNTs葡萄糖氧化酶电极可望构建葡萄糖传感器.     

基于ZnO纳米线的圆柱形微纳米跨尺度结构的制备与表征

基于水浴法在光纤纤芯上合成了ZnO纳米线, 得到了圆柱形微纳米跨尺度结构. 将纳米级的随机粗糙表面叠加到微米级的圆柱形基底上, 实现了对圆柱形跨尺度结构表面形貌的仿真分析. 采用扫描电子显微镜(SEM)并结合Matlab图像处理算子对跨尺度结构的表面形貌和ZnO纳米线的几何特征参数进行了表征. 与ZnO纳米线薄膜实际轮廓提取出的特征参数相同, 对均方根粗糙度为39.2 nm、偏斜度为0.1324及峭度为2.7146的圆柱形粗糙表面进行了仿真, 验证了仿真表面与实际轮廓的一致性. 建立了合成工艺参数对ZnO纳米线的长度、直径及长径比等几何特征参数的影响关系, 确定最佳工艺条件为: 种子层溶液Zn²⁺浓度为1.0 mmol/L, 生长液Zn²⁺浓度为0.03 mol/L, 生长时间为1.5 h, 水浴恒温90℃.     

壳聚糖-纳米金-葡萄糖氧化酶生物传感器的制备及其应用于葡萄糖的测定

采用了一种简便快捷的电沉积方法制备了壳聚糖-纳米金复合膜并应用于葡萄糖生物传感器的构建.氯金酸和壳聚糖的混合液在玻碳电极表面电化学还原为金纳米粒子,再将葡萄糖氧化酶通过戊二醛交联的方式固定在纳米金复合膜修饰的玻碳电极表面,制成一种新型的葡萄糖氧化酶生物传感器.该传感器对葡萄糖的响应十分快速,在5 S内即达到平衡.测定葡萄糖的线性范围为20μmol·L-1～5 mmol·L-1,检出限(3S/N)为12μmol·L-1.     

基于单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的电化学生物传感器

结合DNA酶优异的氧化还原催化特性和碳纳米管的电化学特性, 制备了单壁碳纳米管-DNA酶复合材料, 并通过壳聚糖将其固定到玻碳电极表面构建了电化学生物传感界面. 研究了单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的氧化还原反应催化特性, 并以此为传感平台构建了葡萄糖氧化酶电化学生物传感器. 结果表明, 单壁碳纳米管-DNA酶复合材料修饰的电极对过氧化氢的响应具有较宽的线性范围(5×10^-6~1×10^-2 mol/L)和良好的检测灵敏度(检出限为1×10^-6 mol/L). 采用制备的葡萄糖氧化酶传感器实现了对葡萄糖的快速灵敏检测.     

基于纳米复合材料/壳聚糖膜的葡萄糖生物传感器研究

采用纳米普鲁士蓝/金纳米粒子/壳聚糖(nano-PB/AuNPs/Chit)复合膜固定葡萄糖氧化酶(GOD)构建新型葡萄糖生物传感器。通过电化学阻抗谱以及电流-时间曲线法(I-t)研究了传感器的电化学特性。结果表明,传感器在葡萄糖浓度为0.01～1.0 mmol/L范围内呈线性,响应灵敏度为68.15μA.(mmol/L)-1.cm-2,表观米氏常数为5.1 mmol/L。该传感器可用于糖尿病人血糖的测定。     

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。     

葡萄糖氧化酶在水溶性CdTe量子点上的直接电化学研究

利用合成的Cd Te量子点(QDs)作修饰材料,将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在水溶性Cd Te量子点表面,制备了葡萄糖氧化酶Cd Te量子点修饰碳糊电极(GOD/Cd Te/CPE),实现了GOD在电极表面的直接电化学。Cd Te QDs能有效地加速葡萄糖氧化酶(GOD)与电极表面的直接电子转移,电子传递效率比无QDs Cd Te存在时提高约8倍;电子转移速率常数(K)为0.14 s-1,传递系数(α)为0.60,GOD在GOD/Cd Te/CPE表面的平均覆盖量(Γ)为7.9×10-8mol/cm2。GOD/Cd Te/CPE电极作为第三代葡萄糖电化学生物传感器,成功应用于葡萄糖浓度的检测,其线性范围为0.050~0.32 mmol/L,检出限为0.020 mmol/L。GOD/Cd Te/CPE的制备方法简单,稳定性强,具有优良的选择性和重现性,且响应速度快。     

碳布/纳米氧化锌/碳纳米管复合结构测定葡萄糖

利用水热法在三维柔性碳布上规模化集成了氧化锌纳米线阵列,之后通过纳米结构的自吸附效应在碳布/氧化锌结构上修饰碳纳米管以提高集成结构的导电性和比表面积。测试结果表明,碳纳米管致密地吸附在了氧化锌纳米线顶端,形成碳纳米管悬浮网络。采用两步法制备的碳布/氧化锌/碳纳米管分级结构,具有改进的电化学特性,相比于碳布/氧化锌结构,其比电容提高了约2.5倍,电化学阻抗值Rct减小到25%。将其应用于葡萄糖传感器,在1~7 mmol/L的浓度范围内对葡萄糖具有线性响应特性,其灵敏度为2.5 m A(mol/L)-1·cm-2。该集成结构具有优良的电学/电化学特性和生物兼容性,将在生物传感领域展现广阔的应用前景。     

以金纳米颗粒-二氧化钛纳米线阵列为支架的电化学免疫传感的构建及其应用

首先以掺杂氟的二氧化锡导电玻璃为基片,采用水热法制备出二氧化钛纳米线阵列,然后使用电化学沉积法将金纳米颗粒修饰于二氧化钛纳米线阵列表面以增强其导电性和生物相容性.将纳米金-二氧化钛纳米线阵列用作电化学免疫传感器支架,利用纳米金与癌胚抗原抗体之间的静电吸附作用,将包被抗体负载于电极表面制得检测癌胚抗原的电流型免疫传感器.同样,水热法还被用于制备圆柱形二氧化钛纳米棒,以辛二酸双(3-磺基-N-羟基琥珀酰亚胺酯)钠盐为双氨基交联剂,将辣根过氧化物酶和信号抗体一起固定于二氧化钛纳米棒表面作为示踪标记物.扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射分析仪均被用于分析上述材料的结构、形貌和组成.通过夹心型免疫反应,示踪标记物上信号抗体被定量负载于免疫传感器表面.通过一个以过氧化氢为媒介体的辣根过氧化物酶催化反应,差示脉冲伏安法被用于癌胚抗原的定量测定.结果表明,该癌胚抗原免疫传感器线性范围为0.01~120μg/L,检测限为6 ng/L.     

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.     

基于脱乙酰基魔芋葡甘聚糖固定酶的葡萄糖传感器

制备了脱乙酰基魔芋葡甘聚糖(d-KGM)的溶胶-凝胶,用红外光谱表征了其脱乙酰基前后的结构转化.探讨了d-KGM溶胶-凝胶的制备条件对其成膜性能及酶固定化的影响.在此基础上将d-KGM用于电极表面葡萄糖氧化酶的固定,制备了相应的葡萄糖传感器,并对传感器的工作条件进行了优化.所制备的传感器灵敏度为240 nA/mmol/L,线性范围为0.1～8 mmol/L,表观米氏常数KM为19.6 mmol/L,稳定性好,寿命长.实验结果表明d-KGM是一种可用于生物传感器中酶固定化的优良材料.     

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。     

纳米金-还原氧化石墨烯修饰葡萄糖氧化酶传感器的制备及其电流法检测饮料中的葡萄糖

利用纳米金(Au NPs)与还原氧化石墨烯(rGO)复合纳米材料制备了葡萄糖氧化酶生物传感器并用于饮料中葡萄糖含量的检测。将壳聚糖作为还原剂及稳定剂,通过一步法合成了Au NPs-rGO复合材料,并通过物理吸附固定葡萄糖氧化酶(GOx)来制作GOx生物传感器。该传感器在磷酸盐缓冲溶液(0.1 mol/L,p H6.0)中,-0.45 V(vs.Ag/Ag Cl)电位下电流法检测葡萄糖含量,线性检测范围为0.01~0.88 mmol/L,灵敏度为22.54μA·mmol-1·L·cm-2,检出限为1.01μmol/L,且表观米氏常数为0.497 mmol/L。该传感器用于多种饮料中葡萄糖含量的直接检测,结果满意。     

电沉积Cu_2O在无酶葡萄糖传感器中的应用

采用电化学沉积法在玻碳电极表面制备了Cu_2O,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对Cu_2O的微观结构和表面形貌进行了表征,通过循环伏安法和计时电流法研究了Cu_2O对葡萄糖的电催化氧化性能。结果表明:该修饰电极对葡萄糖有良好催化作用,葡萄糖检测的线性范围为5.0μmol/L~6.23mmol/L,检测限(S/N=3)为0.4μmol/L。该传感器制备简单,稳定性和重复性好,可用于实际样品的测定。