基于新型納米材料空殼鈀的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的研制.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)，隨著人民生活水平的提高，高糖食物的攝入越來(lái)越多，糖尿病患者的數(shù)量也日益增多，近年來(lái)，能夠快速而準(zhǔn)確的檢測(cè)血糖濃度對(duì)于疾病的治療和控制變得的越來(lái)越重要。在測(cè)定葡萄糖濃度的幾種常用方法中，葡萄糖傳感器因其選擇性強(qiáng)、響應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)得到人們的廣泛重視和關(guān)注。目前，葡萄糖傳感器主要包含兩大類，一類是以葡萄糖氧化酶為基礎(chǔ)的酶?jìng)鞲衅?，它的主要?yōu)點(diǎn)是響應(yīng)迅速、高靈敏度和良好的選擇性，同時(shí)也面臨一些挑戰(zhàn)、如酶對(duì)環(huán)境條件要求較高，容易失活等；一

2、類是葡萄糖無(wú)酶?jìng)鞲衅?，它的原理是以一些催化性能較好的納米材料作為敏感元件，直接對(duì)葡萄糖產(chǎn)生催化作用，根據(jù)產(chǎn)生的響應(yīng)電流來(lái)達(dá)到檢測(cè)的目的。
　　 伴隨著納米技術(shù)快速發(fā)展，納米材料的諸多優(yōu)點(diǎn)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。納米材料具有比表面積大、導(dǎo)電性能好，能夠增加酶的附著量等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使得納米材料被廣泛用于制備生物傳感器?？諝もZ是一種新型的納米粒子，它獨(dú)特的空殼結(jié)構(gòu)，使得它可以作為一個(gè)微小的反應(yīng)器，能夠充分的與底物接觸，增強(qiáng)響應(yīng)

3、信號(hào)。
　　 本文的主要工作是基于新型納米材料空殼鈀應(yīng)用于傳感器的制備，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路主要有以下幾個(gè)方面：(一)直接將空殼鈀作為敏感元件修飾到電極上，通過(guò)電化學(xué)方法表征說(shuō)明空殼鈀對(duì)葡萄糖和過(guò)氧化氫均具備良好的催化性能，制備出了修飾方法簡(jiǎn)單，靈敏度較好、抗干擾能力較強(qiáng)的電化學(xué)傳感器；(二)將空殼鈀作為中間修飾層，在表面再修飾葡萄糖氧化酶，制備了空殼鈀-葡萄糖氧化酶修飾的電化學(xué)生物傳感器，空殼鈀能夠有效的增強(qiáng)電流響應(yīng)，通過(guò)催化酶催化

4、產(chǎn)物過(guò)氧化氫獲得電信號(hào)，傳感器具備選擇性好、穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn)。
　　 1.一種基于空殼鈀-鎳修飾的新型碳糊葡萄糖無(wú)酶?jìng)鞲衅?br>　　 研制了一種基于空殼鈀-鎳修飾的碳糊電極的新型葡萄糖傳感器。合成了空殼鈀并且通過(guò)TEM對(duì)其進(jìn)行了表征。新型材料空殼鈀納米球與石墨粉按照一定比例直接混合制備了碳糊電極，然后在碳糊電極表面電沉積鎳，構(gòu)建了一種新型的葡萄糖無(wú)酶?jìng)鞲衅?。該傳感器同時(shí)結(jié)合了新型納米空殼材料的優(yōu)點(diǎn)以及碳糊電極表而可以再生的優(yōu)

5、點(diǎn)。該修飾電極在堿性溶液中能夠有效的催化葡萄糖的氧化，空殼鈀和鎳表現(xiàn)出了良好的協(xié)同作用。通過(guò)循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在堿性溶液中該傳感器的電流響應(yīng)與葡萄糖濃度在3×10-4 M-9.3×10-3M范圍內(nèi)表現(xiàn)出了良好的線性關(guān)系。該傳感器在檢測(cè)葡萄糖方面表現(xiàn)出良好的靈敏度、較寬的線性范圍，良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
　　 2.基于葡萄糖氧化酶-空殼鈀修飾的新型葡萄糖傳感器
　　 將空殼鈀納米粒子和葡萄糖氧化酶(GO

6、D)修飾在在玻碳電極(GC)表面，構(gòu)建了新型的葡萄糖傳感器。空殼鈀納米粒子對(duì)過(guò)氧化氫(H2O2)在電極上的反應(yīng)具有良好的催化作用，通過(guò)檢測(cè)酶反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2可檢測(cè)葡萄糖的濃度。在-0.3V工作電位下，在2.5×10-5M到2.7×10-3M范圍內(nèi)，葡萄糖濃度與電流呈良好的線性關(guān)系，檢測(cè)限為10μ M(三倍信噪比)。該傳感器還具有較好的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性，抗干擾性。
　　 3.基于空殼鈀和納米金修飾的無(wú)酶?jìng)鞲衅饔糜谶^(guò)氧化氫的檢測(cè)

7、r>　　 研制了一種基于空殼鈀和納米金修飾的過(guò)氧化氫無(wú)酶?jìng)鞲衅鳎ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)制備并表征了空殼鈀納米粒子。將空殼鈀納米粒子和金納米粒子修飾在在玻碳電極(GC)表面，構(gòu)建了新型的過(guò)氧化氫無(wú)酶?jìng)鞲衅?。通過(guò)循環(huán)伏安表征了不同修飾電極AuNPs/GC，Pd/GC和Pd/AuNPs/GC對(duì)過(guò)氧化氫(H2O2)的反應(yīng)具有催化作用，空殼鈀和納米金在催化過(guò)氧化氫還原過(guò)程中表現(xiàn)出了良好的協(xié)同作用。實(shí)驗(yàn)表明，修飾電極在2μM-216μM(R=0.9993)范圍