葡萄糖在碳纳米管负载钴修饰电极上的电催化氧化

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碳纳米管在电化学生物传感器中的应用

CNT 在生物传感器方面的应用
CNT 在制备和纯化过程中表面产生的缺陷和基团，通过共价或非共价的方法使CNT 的某些性质发生改变，尤其突出的是分散性，使其更适于研究和应用。对CNT 功能化修饰的研究可以使人们能够按照特定的目的来改造 CNT 的固有特性，从而将大大扩展CNT 的应用前景。
CNT 作为电极材料优点: ①低电阻，即导电性好; ②优良的化学稳定性; ③低质量密度; ④原子结构和大的长径比决定了大的比表面积; ⑤特殊的电极/电解质界面对溶液有良好的浸润性，电极反应的灵敏度和再现性好。
CNT 在生物传感器方面的应用
2 CNT 在酶生物传感器中的应用酶生物传感器的作用机理是在化学电极的表面组装固定化酶膜，当酶膜上发生酶促反应时产生电极活性物质，电极对之响应。由于响应信号与底物的浓度之间存在一定的线性关系，因而可以测得被检测物的浓度。以葡萄糖氧化酶( Glucose oxidase，GOD) 传感器为例，其电催化工作原理为: 酶层: glucose + GOD2FAD → gluconolactone+ GOD2FADH2 GOD2FADH2 + O2→GOD2FAD + H2O2 电极: H2O2→2H + + O2 + 2e 氧在电极上的氧化还原反应产生响应电流，电流大小与氧在溶液中的浓度以及传质速度有关。若要消除氧浓度变化而引起的检测误差，可以检测酶反应所产生的过氧化氢。
CNT 在生物传感器方面的应用
通过共价键形成的GOD － MWNT 传感器
CNT 在生物传感器方面的应用
3 CNT 在生物气体传感器中的应用
CNT 具有特殊的一维中空结构，大的比表面积以及较石墨 ( 0.335nm) 略大的层间距( 0.343nm) ，能够吸附许多物质，填充其中。由于吸附的气体分子与CNT 发生相互作用，改变其费米能级，引发其宏观电阻发生较大改变。因此CNT 可应用于气敏传感通过测量其表观电阻的变化来检测气体成分。

Pt-CNTs修饰玻碳电极(Pt-CNTs／GC)电氧化活性的研究

研究已经引起了研究工作者的极大兴趣¨ ．～ｊ陈卫翔］杜秉忱和ＬＬ等制备了碳纳米管负载Ｐ和、ｉ刮ｔＰ－ｕ纳米粒子修饰电极，研究了其对甲醇的电催化氧化行为．赵新生等ｌ步探讨了碳纳米管负ｔＲ并初
载Ｐ－ｎ阳极对乙醇的电催化氧化性能．ｔＳ本文采用微波介电加热法，以乙二醇作为氯铂酸的还原剂，在经一定温度下浓硝酸纯化活化后的碳纳米管上成功地负载了分散均匀、径范围较窄的铂原子簇纳米粒子（ｔＮｓ，并研究了Ｐ—Ｎｓ粒Ｐ— Ｔ）ＣｔＴＣ
Ｐ．ＮＴｔＣｓ修饰玻碳电极（ｔＮｓＧＣ）Ｐ— Ｔ／Ｃ电氧化活性的研究
钟起玲张，兵饶贵仕丁月敏王国富，，，，蒋玉雄任，
（．江西师范大学化学化工学院，昌３０２；１南３０２２．厦门大学化学系，固体表面物理化学国家重点实验室，门３１０厦６０）
修饰玻碳电极（ｔＮｓＧ）ＣＰ－Ｔ／Ｃ对Ｏ和Ｃ，Ｈ在其表面上的吸附与氧化行为，ＣＨＯ为开发碳纳米管作为燃料电池阳极材料的制备积累了经验．
１实验部分
透射电镜（ＥＴＭ，ＪＭ一０Ｃ一Ｅ２０Ｘ Ⅱ型，日本电子株式会社）作电压为１０ｋ工０Ｖ．选区电子衍射（ＡＤ图是在ＪＭ一０Ｃ —１ＳＥ）Ｅ２０ＸＩ型显微镜上得到的．电化学循环伏安和计时电流实验在ＣＩ３ａ型电化Ｈ６１学工作站（上海辰华仪器厂）上进行．研究电极分别为碳纳米管和碳纳米管负载铂纳米粒子修饰玻碳电极（ＮｓＧＣＴ／Ｃ和Ｐ—ＮｓＧ）辅助电极为铂丝环电极，参比电极为饱和甘汞电极．所有实验均在室ｔＴ／Ｃ，Ｃ

碳纳米管／壳聚糖修饰电极的制备及其对NADH的电催化氧化

中图分类号：６６５０４．４文献标识码：Ａ
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ＡＨ）ＮＤ是３００多种脱氢酶的辅酶，在生命过程中起着重要作用。ＮＤ在裸电极上被氧化成它的氧化型ＡＨ（Ａ）电极过程是高度不可逆的，要问题ＮＤ的主是氧化过电位太高，ＮＤ的检测过程中产生在ＡＨ的中间产物易在电极表面吸附使电极钝化，而从使ＮＤ的直接测定变得十分困难Ｈ。为了提高ＡＨＪＮＤ电极反应的可逆性，ＡＨ降低其过电位，年来近人们采用萘醌、尔兰Ｊ杂多阴离子等作耐、为媒介体制备化学修饰电极。碳纳米管是由单层或多层石墨片围绕中心轴按＿定的螺旋角卷绕而成的无缝、中空的 “ 管 ” 微。碳纳米管的端部可以
第４期
丁中华等：碳纳米管／壳聚糖修饰电极的制备及其对ＮＤＡＨ的电催化氧化
的制备．
电极表面，制备出烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ＡＨ）电化学传感器。采用循环伏安法研究了该传感器的电化ＮＤ的
学性质以及对ＮＤＡＨ的电催化氧化行为。实验结果表明，ＮＤＡＨ在该电极上于 ¨０３Ｖ（ＳＣ左右出现＋。７Ｖ．ＳＥ）
一
氧化峰，与未修饰的玻碳电极相比，该修饰电极明显降低了ＮＤ的氧化峰电位，除了反应中间产物对ＡＨ消

基于钯纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的电化学葡萄糖生物传感器

中图分类号
糖尿病是一种常见的代谢内分泌疾病，由遗传和环境因素相互作用引起的临床综合症．随着人是类生活水平的日益提高，糖尿病的发病率逐年增加．鉴于糖尿病对人类健康存在的巨大威胁，因此对体内葡萄糖浓度进行迅速而准确的测定意义重大．自Ｕｄｋｐｉｅ和Ｈｃｓ１６研制出第一支葡萄ｉ ¨ 于９７年ｋ糖氧化酶电极以来，萄糖生物传感器得到了广泛的研究和应用．迄今为止，有３代酶传感器用于葡共
Ｖ０．１３１２１４月０Ｏ年
高等学校化学学报
ＣＭＩＨＥＣＡＬＪ ‘ ＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮＩＶＥＲＳＴＥＳＩＩ
Ｎｏ４．
６２～６８７７
基于钯纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的电化学葡萄糖生物传感器
明，电极表面大量Ｐ纳米颗粒的存在显著提高了传感器的检测灵敏度，酶电极具有响应时间短（５ｓ及ｄ使＜）
检测电位低（０４Ｖ等优点．＜．）
关键词
葡萄糖传感器；电极；直立碳纳米管；酶钯纳米颗粒
０５．６７１文献标识码Ａ文章编号０５－９（００）４６２７２１７０２１０－７－０００
纳米管或碳纳米管阵列（ＣＴ）仅拥有高度一致的空间取向，ＡＮｓ不而且具备优良的电子传递能力和可监测的电化学反应过程，被应用于生物传感器技术中¨ ．最近，研究小组［，￣用ＡＮｓ材料制本Ｊ１利ｓ９ＣＴ

碳纳米管负载纳米Ni修饰电极及碱液中电氧化甲醇

１３ＭＷＣｓＮ／Ｅ的制备．ＮＴ．ｉＧＣ
玻碳电极（ｍ）咖３ｍ先在００ｍＡ．１１上抛光，Ｏ依次用去离子水、丙酮超声清洗５ｍｎ自然晾干。ｉ，１ｍｇＭＷＣＴ —ｉＮｓＮ纳米复合材料加入５ｍＬ丙酮中，超声分散３ｍｎ得浅黑色悬浊液。５浅黑色悬ｉ取０
２０－７００６０－２收稿．０６９２２０－－６修回０
近年来利用碳纳米管负载贵金属铂粒子制得电催化活性高的新型催化剂成为一个新的研究方向＿２。许多研究者尝试了在碱性介质中用各种形式的Ｎ电极电催化氧化甲醇的研究ｌ４．ｉ负电１］＇ｉ３］Ｎ在Ｉ位范围生成Ｎ（Ｈ）或ＮＯ，ｉＯｉ在正电位范围Ｎ（Ｈ）或ＮＯ转化为各种晶型的高价的Ｎ的氧化物或氢ｉＯ，ｉｉ氧化物，电氧化有机化合物时．价态的ＮＯＨ参与了有机分子的氧化过程生成低价的Ｎ在高ｉＯｉ（Ｈ）ｌ。ｂｅ等ｌ研究发现，碱液中块体的Ｎ对甲醇无明显的催化作用，分散在石墨上的ＮＯ，］Ａｄｌ６５］在ｉ但ｉ
徐红艳吴华强徐冬梅王谦宜
芜湖２１０）４００
（安徽师范大学化学与材料科学学院摘要
采用湿化学法在碳纳米管（ＭＷＣＴ）Ｎｓ上负载Ｎ纳米粒子（ｊＭＷＣＴ — ｉ，制备ＭＮｓＮ修饰ＮｓＭＷＣＴ — ｉＧＥ，Ｘ射线粉末衍射和透射电子显微镜测试技术对ＭＷＣＴ— ｉＮｓ／Ｃ）用ＮＮｓ的物相和形貌Ｎ进行了表征，通过循环伏安法研究了该修饰电极在碱性介质中的电化学行为以及对甲醇的电催化氧化作用。结果表明，面心立方的Ｎ纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面，ｊ平均粒径约为１ｍ，６ｎＭＷＣＴ — ｉＧＥ在碱性Ｎｓ／ＣＮ介质中的电化学行为是受扩散控制的准可逆过程，甲醇的电催化氧化具有较高的电催化活性。对关键词碳纳米管，纳米镍，电催化氧化，甲醇文献标识码：Ａ文章编号：０００１（０７０－５３４１０－５８２０）５０－００中图分类号：６６０４

电化学葡萄糖传感器研究进展

电化学葡萄糖传感器研究进展作者：吴爱坪来源：《科技创新与应用》2015年第23期摘要：电化学传感器法检测葡萄糖是葡萄糖检测的常见方法，广泛应用于临床检测、食品生产、生物技术、发酵控制等领域，文章介绍了葡萄糖电化学传感器的常见类型及其工作原理，并对其优缺点进行了简单分析。

关键词：葡萄糖；电化学传感器；研究分析葡萄糖检测在医学、食品、生物技术及工业等领域有着广泛的应用，例如在医学上，常用电化学葡萄糖检测试条对病人血液、尿液或是唾液中的葡萄糖进行检测，从而指导饮食调节或是调整糖尿病用药，有助于糖尿病病情的治疗与控制；在食品方面，葡萄糖常见的碳水化合物，分析食品中（如饮料、果汁等饮品中）的葡萄糖含量也十分必要；葡萄糖含量的多少对微生物的发酵过程也有一定的影响；此外葡萄糖电化学传感器也用于检测工业废水中葡萄糖的含量。

采用电化学传感器检测葡萄糖，其线性检测范围宽、灵敏度高、成本比较低，近年来，获得快速发展，已成为目前研究和应用最多的生物传感器。

1 电化学酶传感器酶传感器一般是由固定化酶和电极组合构建而成。

利用酶的高度专一性及催化性，将酶作为生物传感器的敏感元件，从而实现生物分子，如糖类、醇类、有机酸化合物、氨基酸化合物的浓度检测。

用于葡萄糖检测的酶常为葡萄糖氧化酶。

根据检测过程中传感器的电荷传递机理不同，主要有以下几种类型的电流型葡萄糖传感器。

1.1 氧气作为电子传递介体在葡萄糖氧化酶存在的条件下，葡萄糖和氧气反应生成葡萄糖酸和双氧水，葡萄糖浓度的变化与双氧水或是氧气的浓度变化成线性关系。

采用电化学方法检测过氧化氧的浓度和氧浓度可实现葡萄糖浓度的检测。

张彦等采用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，通过电极检测氧气消耗量，并依据反应中消耗的氧气与葡萄糖的浓度成正比的关系，建立了检测葡萄糖含量的电化学方法[1]。

由于这类传感器借助于中间物质氧气或是双氧水，极易受检测环境的影响，如氧气不足时，难以对高浓度的血糖进行测定；双氧水浓度过高还容易导致酶的失活[2]。

碳纳米管修饰电极的制备及其对NADH的电催化氧化

．
公司）、ＫＱ．０Ｂ型超声波清洗器（山市超声仪器有５０昆限公司）Ｚ９自动双重纯水蒸馏器（海亚荣生化仪、Ｓ．３上
器厂）。
网印刷碳电极，取出后低温干燥保存。
；基化的多壁碳纳米管超声分修饰的丝网印刷碳电极，如图２示。所４ｍｍ的圆盘为工作电极，银电极作为参比电
２羧基化多壁碳纳米管修饰丝网印刷碳电极的制备、
如图１示，先在０５所．ｍｍ厚的陶瓷基板上印刷图１Ａ所示银层，放入９￣空干燥箱中３ｍｉ；再印刷图１示０Ｃ真０ｎＢ所
磷酸缓冲溶液中的循环伏安曲线，扫描速度
由图可知，羧基化多壁碳纳米管修饰的丝网
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中，随有电子和质子的转移【】故溶液ｐ值对ＮＡＤＨ伴ｍ，Ｈ
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注：湖南省大学生研究性学习和刨新性买验计划资助项目
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摘要：采用丝网印刷技术，制备出羧基化多壁碳纳米管修饰的丝网Ｅ￣碳电极，并采用循环伏安３ＩＵ
法研究了该电极对还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ＡＨ）的电催化氧化性能。结果表明，与未ＮＤ修饰丝网印刷碳电极相比，多壁碳纳米管修饰丝网印刷碳电极显著降低了ＮＤ的氧化峰电位，ＡＨ消除了反应产物对电极的污染及其它电化学反应对测量的干扰。将修饰电极与流动注射系统结合起来，建立了利用电流一时间曲线测量ＮＡＩ浓度的方法。在ｌｍｌ￣ｍｍｌＤ－Ｉｐｏ／６ｏ／范围内，应＿ＬＬ的响电流与ＮＤＡＨ的浓度有较好的线性关系，其线性回归方程为ｉＡ＝１１４（ｍｏ＋０Ｉ７２（）．１ｃｐ１ｎ５）．１６，相关系数为Ｏ９１，检测限为０ｔｏ／。．５９．ｔｌ７ｍＬ关键词：碳纳米管；还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ＡＨ）ＮＤ；丝网印刷电极；电催化氧化中图分类号：Ｔ２２２Ｐ１．文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ８Ｘ（０１６００ — ５０６８３２１）０ — ０６０

三种酚在碳纳米管修饰电极上的电催化氧化

文章编号：６２６８（０７０ — １９０１７ — ９７２０）３０８ — ４
三种酚在碳纳米管修饰电极上的电催化氧化
徐白。张旭志。焦奎。李臣磊。杨涛
（岛科技大学化学与分子工程学院，东青岛２６４）青山６０２
ｔｅＭｕｔ— ｌｅｒｏｎｔｂｓＭｏｉｉｄＥｌｃｒｄｈｌｉｗａｌｄＣａｂｎＮａｏｕｅｄｆｅｅｔｏｅ
ＸＵＢａ，ＺＨＡＮＧ－ｈ，ＪＡ０ｉＩＣｈｎｌｉＡＮＧｏｉＸｕｚｉｌＫｕ，Ｌｅ－ｅ，ＹＴａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｍｕｔｗａｌｄｃｒｏａｏｕｅ（ＷＣＮＴ）ｗｅｅｐｅｒａｅｔｈｅｈｄｌ — ｌａｂｎｎｎｔｂｓＭｉｅｒｒｔｅｔｄｗｉｔｅｍｔｏｈ
ｏａｂｘｌｃｄｃｏｉａｉｎ，ｎｈｄｆｄｅｅｔｏｅ（ＷＣＮＴ／ｆｃｒｏｙｉａｉｉｘｄｔｏａｄｔｅｍｏｉｉｌｃｒｄＭｃｅＧＣＥ）ｗａｒｐｒｄｓｐｅａｅ
（ｏｌｅｏｈｍｉｔｙａｄＭｏｅｕａｇｎｅｉｇＣｌｇｆｅｓｒｎｌｌｒｅＣｃＥｎｉｅｒ，ＱｉｇａｉｅｓｙｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，Ｑｉｇａ６０２Ｃｈｎ）ｎｎｄｏＵｎｖｒｉｆｉｃｎｅｈｏｏｙｔＳｅｎｄｏ２６４，ｉａ
检测限，明使用ＭｗＣ表ＮＴ／ＣＥ可以提高此类物质的检测灵敏度。Ｇ

碳纳米管基非贵金属催化剂在电催化氧化还原中的应用研究进展

碳纳米管基非贵金属催化剂在电催化氧化还原中的应用研究进展王启晨;王璟;雷永鹏;陈志彦;宋垚;罗世彬【摘要】燃料电池和金属-空气电池是将化学能直接转化成电能的绿色电池,具有能量密度高、安全和环保等优点,相比传统能源具有独特优势.然而,目前阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)使用的贵金属铂(Pt)储量低,成本高,易中毒失活,严重限制了燃料电池的大规模应用.因此,开发廉价、高效、稳定的非贵金属催化剂成为研究热点.碳纳米管具有本征sp2杂化结构、优异的导电性、高比表面积、良好的化学稳定性等突出优点,受到广泛关注.本文综述了碳纳米管基非贵金属ORR 催化剂的最新进展,主要包括非金属掺杂、过渡金属-氮-碳纳米管、负载过渡金属及其衍生物(氧化物、碳化物、氮化物、硫化物等)、负载单原子、与其他碳材料(石墨烯、多孔碳、碳纳米纤维)复合以及碳纳米管基自支撑电极.最后,对碳纳米管基非贵金属ORR催化剂的研究前景和下一步研究方向进行了展望.%Fuel cell and metal-air batteries are green batteries which directly convert chemical energy into electricity,possessing important merits compared to the traditional energy,examples of high energy density,safety and environmental benignity.However,the low reserves,high cost,easy poisoning and deactivation of precious metal platinum (Pt) used in cathodic oxygen reduction reactions (ORR) have severely limited the development of the fuel cell in large-scale.Therefore,the research on development of cheap,efficient and stable non-precious metal catalyst has become a hotspot.Carbon nanotubes (CNTs),owning to the outstanding feature such as the intrisic sp2 hybrid structure,excellent conductivity,highspecific surface area,good chemical stability,etc,have received wide attentions.Firstly,the recent progress in the noble-metal-free CNTs-based ORR catalysts were summarized,mainly including non-metal element doping,transition metal-nitrogen-CNTs,CNTs supported transition metals and their derivations (oxides,carbides,nitrides,sulfides,etc),CNTs supported single atoms,composited with other carbon materials (graphene,porous carbon,carbon nanofibers) and self-standing electrodes based on CNTs.Finally,the prospect and the future research direction of CNTs-based ORR catalysts are also discussed.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2018(034)005【总页数】16页(P807-822)【关键词】碳纳米管;燃料电池;氧还原;非贵金属催化剂;复合;单原子【作者】王启晨;王璟;雷永鹏;陈志彦;宋垚;罗世彬【作者单位】中南大学,航空航天学院&轻质高强结构材料重点实验室,长沙410083;武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081;高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海 200050;国防科技大学理学院,长沙410073;中南大学,航空航天学院&轻质高强结构材料重点实验室,长沙 410083;国防科技大学基础教育学院,长沙 410073;中南林业科技大学材料科学与工程学院,长沙 410004;中南林业科技大学材料科学与工程学院,长沙 410004;中南大学,航空航天学院&轻质高强结构材料重点实验室,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】O6460 引言面对日益严重的能源危机和环境污染等一系列问题，迫切需要发展新型清洁、高效、安全的能源，这已成为全世界范围的共识。

基于纳米材料的无酶葡萄糖电化学传感器研究

2017年04月基于纳米材料的无酶葡萄糖电化学传感器研究石瑞丽(贵州工业职业技术学院，贵州贵阳550008)摘要：葡萄糖是活细胞能源来源，是能直接吸收的一种会化合物，也是人体能量的主要来源，能够保护人的肝脏，它对人体健康、疾病诊断、治疗等具有重要意义。

葡萄糖传感器一直是生物和化学领域研究的热点。

葡萄糖电化学传感器研究最早的是生物传感器。

本文简单介绍了纳米材料的特性，无酶葡萄糖电传感器的发展历史以及当下三种常见的无酶葡萄糖电化学传感器。

关键词：纳米材料；无酶葡萄糖；电化学传感器根据酶传感器分为有酶葡萄糖电化学传感器和无酶电化学传感器。

有酶葡萄糖电化学传感器主要利用酶对底物具有专一性、高效率的催化作用，能够满足医学等领域对葡萄糖的检测。

这种传感器有一个很大的缺点就是酶的活性很容易受到外界的感染，从而影响到有酶传感器的进一步发展。

而无酶葡萄糖电化学传感器则克服了有酶葡萄糖电化学传感器的这些缺点，它的响应时间快、灵敏度高、使用时间长等优点，是一种新型的葡萄糖催化材料。

1纳米材料纳米材料指的是那些结构单元大小在1纳米—100纳米之间材料，由于这种结构的材料大小接近电子的长度，使得材料本身的组织发生了很大的变化。

它的尺度接近光的波长，所以这种材料表现的熔点、光学、磁性、导电性等与材料的整体情况有很大的区别。

将纳米材料应用在无酶电化学传感器。

2无酶葡萄糖电化学传感器的发展历史近年来，无酶葡萄糖电化学传感器是是化学传感器的热门研究方向，这方面的研究国外比中国更早。

2006年，Park 对无酶传感器电化学传感器研究方面取得了一定的成效，它根据葡萄糖在金电极、珀电极、铜电极等不同电极材料的电催化氧化作用，将无酶葡萄糖电化学传感器分成了伏安法无酶葡萄糖电化学传感器、电位式无酶葡萄糖电化学传感器和电流型无酶葡萄糖电化学传感器。

伏安型无酶葡萄糖传感器是通过伏安检测法检测溶液中的葡萄糖含量；电位式无酶葡萄传感器是通过葡萄糖和敏感物质的化学反应使得溶液中的电位发生变化，从而检测溶液中的葡萄糖。

葡萄糖氧化酶在修饰碳纳米管上的电化学

葡萄糖氧化酶在修饰碳纳米管上的电化学王佳;李俊华;周健【摘要】Glucose oxidase (GOx) was immobilized on the electrode surface of multi-walled carbon nanotubes, amino functionalized carbon nanotubes (AMWNTs)and carboxyl functionalized carbon nanotubes (MWNTs-COOH). Electrochemical measurements indicated that the formal potentials of GOx immobilized on AMWNTs and MWNTs-COOH did not change, but their peak currents were improved. The peak current of GOx immobilized on AMWNTs was four times larger than that immobilized on MWNTs. The electrochemistry behavior of Nafion/GOx-AMWNTs/GC electrode were further characterized. The results indicated that GOx immobilized on AMWNTs could undergo a direct quasi-reversible electrochemical reaction and show good stability. Amino-functionalized electrodes could significantly improve the performance of GOx-based biofuel cells.%将葡萄糖氧化酶（GOx）分别固定在多壁碳纳米管(MWNT)、氨基化碳纳米管(AMWNTs)和羧基化碳纳米管(MWNTs-COOH)修饰的电极表面，电化学测量表明固定在羧基和氨基碳纳米管上的 GOx 式量电位基本没变，而峰电流得到了很大提高。

合金纳米材料修饰的葡萄糖传感器的研究进展

合金纳米材料修饰的葡萄糖传感器的研究进展常艳兵;冯亚娟;何琼【摘要】葡萄糖传感器在数10年的发展中取得了巨大的进展,在无酶、有酶方面的研究层出不穷,取得了令人瞩目的研究成果.在现实生活中,葡萄糖的定量测定在食品工业、临床医学、生化领域上具有重要意义,被广泛应用在生物医学、食品加工、工业生产等领域,它对发展经济和推动社会进步起到了十分重要的作用,得到世界各国的重视.简要的总结了近年来国内外基于合金纳米材料修饰的葡萄糖传感器的研究进展,并对葡萄糖传感器的发展方向和趋势进行了展望.【期刊名称】《曲靖师范学院学报》【年(卷),期】2014(033)003【总页数】6页(P41-46)【关键词】合金纳米材料;葡萄糖传感器;研究进展【作者】常艳兵;冯亚娟;何琼【作者单位】曲靖师范学院化学化工学院,云南曲靖655011;曲靖师范学院化学化工学院,云南曲靖655011;曲靖师范学院化学化工学院,云南曲靖655011【正文语种】中文【中图分类】O6-1葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是生命过程中重要的特征化合物．在临床医学上，人体血液中的各种化学成分是评价人体健康状况的重要信息，而血糖水平则是衡量新陈代谢能力和糖尿病临床诊断的重要指标．因此，葡萄糖的定量分析与检测对人类的健康以及疾病的诊断、治疗和控制有着重要作用．葡萄糖传感器是生物传感器领域中研究最多、商品化最早的生物传感器，葡萄糖传感器按是否使用酶构建传感器，可分为葡萄糖氧化酶传感器和无酶葡萄糖传感器．葡萄糖氧化酶传感器是由专一性高、反应速度快的葡萄糖氧化酶与Clark氧电极构建的葡萄糖分析方法，但由于葡萄糖氧化酶的活性受温度、pH值等条件的影响，使得其在实际应用中受到一定的条件限制，因此，无酶葡萄糖传感器逐渐成为研究的热点．纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1～100nm)的材料，由于其具有比表面积大、表面自由能高、催化性好、具有良好的生物相容性等特殊的性能，因而可以增加生物材料固定的稳定性和有效保持固定生物材料的活性，可用作构建生物传感器的活性界面，并可改进生物分子与基体电极之间的电子传导能力，实现生物与基体电极之间的直接电子转移．近年来人们对其做了许多探索性研究，将各种纳米材料引入生物电化学传感器中以改善传感器的响应性能［1－3］．合金是由两种或两种以上的金属或金属氧化物所组成的具有金属特性的物质，由于合金中两种金属元素的协同作用而致使合金的催化活性大大增加．同时，由于合金纳米材料具有比表面积大和吸附能力强等特点，能够很牢固地将酶、蛋白质等生物活性物质吸附在其表面，并能保持其活性．1 葡萄糖氧化酶传感器利用葡萄糖氧化酶测定葡萄糖的酶催化分析法而研制的酶传感器是开展的最早也是最成功的生物化学传感器，葡萄糖氧化酶(GOD)分析法是临床上最常用的葡萄糖检测方法．1.1 葡萄糖的测定方法葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOD)法测定血糖浓度的准确度、精密度较好，以葡萄糖氧化酶分析法制成的血糖仪具有用血量少，检测速度快，特别是糖尿病患者可随身携带、自我检测血糖浓度，因此成为我国卫生部推荐的血糖测定的常规方法．目前国内外相关报道中，基于葡萄糖氧化酶测定葡萄糖浓度的方法有光电式血糖测试法和基于电极修饰的葡萄糖氧化酶传感器两种．光电式血糖测试法是将血样标本滴在含有葡萄糖氧化酶的试纸条上，通过仪器检测试纸条的反射光，从而计算出血样中的血糖含量;基于电极修饰的葡萄糖氧化酶传感器是利用载体将葡萄糖氧化酶固定在电极上制成的，其技术难点是如何选择和制备能较好固定葡萄糖氧化酶的载体，以减少酶的失活和流失［4］，并保证其具有较高的选择性、稳定性、催化性和抗干扰性．1.2 葡萄糖氧化酶的固定酶传感器由固定化酶膜和变换器构成，固定化酶膜是酶传感器中最为重要的部分，其功能是选择性识别被检物，并催化被识别出的物质，进而发生化学反应．在葡萄糖氧化酶传感器的制备过程中，提高生物传感器性能最为关键的因素之一就是酶的固定化技术，它对传感器的各项性能起决定性作用．目前，常用的酶固定化技术有物理吸附法、交联法、包埋法和共价键合法4种［5］．物理吸附法是一种较为简单的酶固定化方法，其的优点是能保持酶的活性，但固定的酶易脱落和流失，因此仅适合于制备一次性使用的生物传感器［6］;共价键合法是酶与载体以共价键方式结合的固定化方法，其优点是酶与载体结合牢固，缺点是操作复杂，反应所需条件较为苛刻［7］．1.3 葡萄糖氧化酶传感器的发展1967年Hicks和Updike［8］研制出了第一代葡萄糖传感器——以溶解氧为电子媒介体的葡萄糖氧化酶电极，由于此类传感器背景电流大、抗干扰能力差、且易受溶液中氧浓度变化的影响而限制了其应用．近年来，科研工作者们致力于研究第二代葡萄糖传感器，他们采用介体二茂铁及其衍生物、甲基紫精、四硫富瓦烯等代替氧作用的葡萄糖酶传感器，此类传感器具有抗干扰能力强、选择性高，不受溶液中氧浓度变化的影响，使得其被大家所重视［9－11］．随着科学技术的飞速发展和各种纳米材料的不断涌现，研究者更加关注制备新型合金纳米材料用于固定葡萄糖氧化酶，以提高葡萄糖氧化酶传感器的稳定性、选择性和灵敏度，研制出性能特殊、结构新颖的葡萄糖氧化酶传感器．Kang等利用直接电沉积法制备了Pt–Au合金纳米颗粒，将其与碳纳米管通过聚合物层层自组装形成多层膜，用该膜作为固定葡萄糖氧化酶的载体，研制出了电催化性能较好的葡萄糖氧化酶传感器．孟宪伟［12］分别利用 Au、Ag、SiO2、Pt及其复合纳米颗粒来固定葡萄糖氧化酶，制备了一种近似直接电子传递的葡萄糖氧化酶传感器，用银纳米颗粒修饰的葡萄糖氧化酶传感器检测0．1mM的葡萄糖，其响应电流提高了62.5倍．Wang 等［13］制备了长为20μm、直径为 200 nm的Au－Ni合金纳米线，用该合金纳米固定葡萄糖氧化酶制成对葡萄糖测量具有可控性的传感器(图1)，该传感器具有操作简单，重现性、检出限和线性范围较好等优点．图1 Wang等设计的磁性葡萄糖传感器示意图［13］李建平等人［14］合成了 Fe3O4/Au微粒，通过共价键合法将葡萄糖氧化酶固定到Fe3O4/Au磁性复合粒子上，该复合粒子具有良好的超顺磁性，通过磁力作用将其固定在改进的玻碳电极上制得一种新型葡萄糖传感器．该传感器以二茂铁为电子媒介，极大地提高了其检测的灵敏度和选择性，其显著特点是制作简单、易于更新．姜利英等人［15］在薄膜金电极表面沉积铂纳米颗粒，利用戊二醛将酶固定在薄膜金电极上，制备了一种新型的葡萄糖传感器．王贝贝等人［16］采用纳米普鲁士蓝/金纳米粒子/壳聚糖复合膜固定葡萄糖氧化酶构建新型葡萄糖生物传感器，该传感器可用于糖尿病人血糖的测定．景蔚萱等人［17］在ZnO纳米线上物理吸附葡萄糖氧化酶，制备了一种基于螺旋线形跨尺度结构(图2)的酶传感器，该传感器可用于医药、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．其制备的Au螺旋线、ZnO纳米线及螺旋线形跨尺度结构如图2所示．图2 景蔚萱等制备的Au螺旋线和ZnO纳米线螺旋结构［17］2 无酶葡萄糖电化学传感器葡萄糖氧化酶作为一种酶，其活性受温度的影响大、易失活，且酶的价格高，限制了葡萄糖氧化酶传感器的应用．然而，无酶葡萄糖传感器不受温度和反应时间的影响，并且可以利用各种材料修饰催化电极来测定葡萄糖．由于此类传感器可反复多次使用，检测时间短，费用低而逐渐成为大家研究的的热点．2.1 无酶葡萄糖电化学传感器的分类无酶葡萄糖电化学传感器根据其检测方法的不同可分为电位型、伏安法和电流型葡萄糖电化学传感器．电位型无酶葡萄糖传感器是通过葡萄糖与敏感物质的反应使得电位发生变化从而实现对葡萄糖的测定．Shoji和Freund使用带有硼酸的聚合物膜修饰电极研制了电位型葡萄糖传感器［18，19］．伏安型无酶葡萄糖传感器是利用修饰电极在电化学反应过程中产生安培电流，根据电流的强弱间接检测葡萄糖的含量．Choi等人［20］用带有巯基的α—环糊精单层膜修饰在金电极表面制成伏安型无酶葡萄糖传感器．Arimori等人［21］在修饰电极中引入了带有两个硼酸分子且具有选择性识别D—葡萄糖的识别分子，显著提高了传感器的选择性和灵敏度．电流型无酶葡萄糖传感器是无酶葡萄糖电化学传感器中研究最多的一类，该类传感器通常采用计时电流法对溶液中的葡萄糖进行分析测定，其修饰电极的材料有铂、金等稀有金属、铜、镍等过渡金属、合金及纳米复合粒子．2.2 无酶葡萄糖传感器的发展利用纳米材料的界面效应、尺寸效应、量子效应，将纳米材料引入葡萄糖电化学传感器的研制，除了可将材料本身的特性引入电极界面外，同时其表面较多的功能基团会对葡萄糖及其糖类化合物的电化学行为产生特有的催化效应，另外还可降低过电位，提高电化学反应的速率、电极的选择性和灵敏性．随着技术的发展，铂、金、铜、镍纳米颗粒，纳米金属氧化物、碳纳米管及其复合物，合金纳米材料等被应用于修饰电极研制无酶葡萄糖传感器，为无酶葡萄糖传感器的研制注入了新生命，成为人们研究的热点，并取得了一系列的研究成果．2.2.1 金属纳米粒子修饰的无酶葡萄糖传感器对葡萄糖的氧化具有电催化活性并可用于葡萄糖测定的金属修饰电极材料有铂、金、铱、铑、钌、铜、钴和镍等［22］．Park 等人［23］在其无酶葡萄糖电化学传感器的研究进展中详细讨论了无酶葡萄糖电化学传感器的优点、研制难点，并对葡萄糖在铂电极、金电极、铜电极、镍电极等电极材料上的电催化氧化机理进行了阐述．铂和金是无酶葡萄糖电化学传感器中最早使用的电极材料．Wittstock等人［24］研究了 Bi修饰的铂电极在碱性溶液中对葡萄糖的电催化行为，为在铂修饰电极上用恒电位计时电流法检测碳水化合物提供理论基础．Matsumoto等人［25］在金电极表面上电镀一层汞膜，使该电极的响应电流明显增强．过渡金属铜和镍也被用于葡萄糖电化学传感器电极的研制［26］，用铜和镍制备的电极与铂电极和金电极相比，其优点是电极材料的价格低廉，且可以直接用恒电位计时电流法对溶液中的葡萄糖进行检测．Casella等人［27］用直接电沉积法将铜沉积到金电极表面，该电极用于葡萄糖检测表现出很好的稳定性和选择性．近年来，Quintino等人［28］尝试在碱液中用镍电极通过电催化氧化反应测定葡萄糖等有机物．Zhao等人［29］用电化学方法将单分子层铜纳米颗粒修饰到金电极表面用于葡萄糖的检测，表现出很好的检测性能．Zhuang等人［30］用液相法在铜电极表面上合成了氢氧化铜纳米线，然后将其转化为氧化铜纳米线制得无酶葡萄糖电化学传感器，该传感器具有很好的重现性和灵敏度，并能用于实际血糖样品的检测．2.2.2 纳米金属氧化物及复合物修饰的无酶葡萄糖传感器Cao等人［31］采用静电纺丝和焙烧技术制备了新型的CuO－NiO超细纤维材料，用于修饰电极制得无酶葡萄糖传感器，该传感器具有较高的灵敏度和较低的检测限．AlbertGute等人［32］先在铜丝电极表面电镀上一层环氧树脂－银薄膜，然后再将钯纳米颗粒沉积在薄膜上，制备了一种新型、简易、低成本的无酶葡萄糖传感器．余淑娟等人［33］用直接电沉积法将Ni纳米粒子沉积在二氧化钛纳米管内，通过循环伏安法将Ni转化为铁氰化镍，研制了一种新型的非酶型葡萄糖生物传感器，该传感器具有很强的抗干扰能力．戴高鹏等人［34］将钛片在含镍溶液中进行水热处理，在其基体上直接生长Ni(OH)2纳米片阵列，用于电化学检测葡萄糖表现出良好的电催化性，比普通NiO和Ni(OH)2无酶传感器更灵敏．李利花等人［35］以Nafion为固定剂，将多壁碳纳米管负载铂－二氧化钌纳米颗粒的复合物修饰到玻碳电极的表面制备了性能良好的无酶型葡萄糖传感器．Yu等［34］利用镍纳米粒子和二氧化钛纳米管复合材料电催化氧化葡萄糖．王银珠等人［36］介绍和归纳了金属及其金属氧化物纳米材料的研究现状及其在无酶电化学生物传感器上的应用，并对复合材料实际应用于无酶电化学生物传感器方面的未来发展及所存在的问题做了展望．2.2.3 合金纳米材料修饰的无酶葡萄糖传感器合金纳米材料由于综合了构成合金各金属的优点，其作为无酶葡萄糖电化学传感器的电极材料，极大地提高了检测葡萄糖的灵敏度和选择性．Sun 等人［37］对比研究了铂、金、铅、钯、铑五种元素的合金对葡萄糖的电催化氧化性能，通过实验发现，用Pt和Pb的合金修饰的电极对葡萄糖电催化氧化性能最好．Yeo等人［38］研究了铜镍合金对葡萄糖和其它有机小分子的电催化氧化性能，由于在阳极氧化过程中铜和镍具有良好的协同催化作用，使得该电极在碱性溶液中对葡萄糖和氨基乙酸的响应性能有很显著的提高．Gao等人［39］采用超声辅助一步法合成石墨烯和纳米Pt－Ni合金，用该材料修饰电极用于制得高选择性的无酶葡萄糖传感器．Pham等人［40］用离子注入法在镍表面制备铜、钛及铜和钛的合金，用组合的方法研究了该系列合金电极与镍电极在碱性溶液中对葡萄糖的电催化氧化行为，实验结果表明合金修饰的无酶葡萄糖传感器对葡萄糖具有更高的电催化活性．Wang等人［41］用纳米多孔Pt－Pb合金修饰电极进行无酶电化学葡萄糖浓度的检测．Bai等采用三电极体系，利用PC模板合成了Pt－Pb合金纳米线阵列，将其修饰到玻碳电极上制成无酶的葡萄糖生物传感器，该传感器的灵敏度和催化氧化性明显增强．吴国权［42］用恒电流沉积法制备出松树花状Pt－Pb纳米合金，用其修饰电极后对葡萄糖进行检测，表现出良好的电催化性和选择性．用相同方法还制备了Pt－Ag和Pt－Cu中空纳米颗粒，将其修饰电极制备了一系列的无酶葡萄糖传感器．实验结果表明，在合金中增加银和铜，能明显提高Pt电极对葡萄糖的电催化氧化活性和电催化氧化电位．郭美卿［43］将制备的Pt－Pb纳米花修饰到不锈钢针电极表面，构建了一种可植入式葡萄糖传感器．常艳兵［44］在加热条件下利用PC模板制得了Al－Ni双氢氧化物纳米线，将其修饰到玻碳电极制成具有线性范围宽、检出限低、操作简单的无酶葡萄糖传感器．3 展望近年来，随着纳米材料制备新方法的开发和研究工作者的重视，许多性能特殊、结构新颖的新型纳米材料被开发出来，为研制新型葡萄糖传感器提供了广阔的思路．虽然取得了很多研究成果，但是葡萄糖传感器在以下3个方面还有待进一步的研究．1)理论研究方面．对于合金纳米材料在葡萄糖传感器的研究，仅局限于应用上，而对于其影响机理尚未有合理的理论解释，对于纳米材料的作用机理有待深入研究．2)技术应用方面．对于纳米材料的引入，为葡萄糖传感器的研制提供了新的思路，纳米材料在固定葡萄糖氧化酶，提高传感器的灵敏度、选择性和稳定性等方面都起到了重要的作用．但是对高稳定性和高可靠性的连续实时、简便快捷的血糖检测仍存在许多挑战，这需要材料学、基础生物、电化学等学科的有机结合．3)研究趋势方面．尽管葡萄糖传感器经历了近半个世纪的蓬勃发展，但无论商品化的还是人们所热衷研究的都还是一、二代传感器，对于能直接实现电子转移的第三代传感器的研究还很少．基于纳米合金材料修饰的葡萄糖传感器的研制是未来葡萄糖传感器的研究热点，而基于合金纳米材料修饰的无酶葡萄糖传感器更具有潜在的优势．参考文献:【相关文献】［1］杨海朋，陈仕国，戈早川，等．纳米电化学生物传感器［J］．化学进展，2009，21(1):210 －216［2］Yanbing Chang，Xiaoli Yang，Qiong He，etall．The Application Research on Electrical Deposition Method for Preparing Pt－Ni alloy nanotubes and its Modified Sensor in the Detection of Dopamine［J］．Advanced Materials Research，2013(669):51 －54［3］常艳兵，杨晓丽，何琼，等．石墨烯/金纳米复合材料的制备及在盐酸吗啡检测中的应用［J］．理化检验－化学分册，2013，49(8):949 －952［4］常艳兵，刘艳玲，何琼，等．Pt－Au合金纳米管修饰玻碳电极的尿酸酶传感器的研制［J］．分析科学学报，2013，29(4):515 －518［5］Bartlett P N，Cooper J M．A review of the immobilization of enzymes in 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四氧化三钴-多孔碳纳米阵列一体电极的构建及其葡萄糖传感毕业论文.doc

四氧化三钴-多孔碳纳米阵列一体电极的构建及其葡萄糖传感毕业论文目录摘要 ........................................... 错误!未定义书签。

Abstract............................................ 错误!未定义书签。

目录 (1)引言 (2)1.实验部分 (4)1.1试剂和药品 (4)1.2仪器设备 (4)1.3生物多孔碳的制备 (4)1.4混合溶液的制备 (4)1.5Co(OH)y(CO3)0.5(2-y)前体的制备 (5)1.6Co3O4NPs-3D-KSCs纳米复合材料的合成 (5)2结果与讨论 (6)2.1 3D-KSCs的形貌 (6)2.2 Co(OH)y(CO3)0.5(2-y)前体的扫描电镜图 (6)2.3 Co3O4NPs-3D-KSCs纳米复合材料结构的形貌 (7)2.4 Co(OH)y(CO3)0.5(2-y).nH2O热稳定性的表征 (8)2.5 Co(OH)y(CO3)0.5(2-y)和Co3O4NPs-3D-KSCs纳米复合材料的红外光谱图 (8)2.6 Co3O4NPs-3D-KSCs电极的形貌及结构表征表征 (9)2.6.1 Co3O4NPs-3D-KSCs电极的电化学表征图 (9)2.6.2 Co3O4NPs-3D-KSCs电极在葡萄糖检测中的表征图 (10)2.6.3 Co3O4NPs-3D-KSCs电极催化循环伏安图分析 (11)结论 (13)参考文献 (14)致谢 (18)引言近年来，碳材料的应用逐渐受到人们的青睐，多孔碳的潜质不断被人们发掘[1]。

贺福认为用来制造超级电容器电极材料中多孔碳(炭)材料是的理想材料之一[2]，这表明在电池方面的作用多孔碳让人很惊喜。

而其它的一些科学家也致力于多孔碳的各种研究，各种新型多孔碳的合成与应用在个个领域兴起。

其中纳米多孔碳的研究在近几年被提出来并得到了很好的结果。

葡萄糖氧化酶-金纳米粒子修饰电极灵敏检测葡萄糖浓度

葡萄糖氧化酶-金纳米粒子修饰电极灵敏检测葡萄糖浓度2016-06-19 12:24来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部自组装法制备GOD/AuNPs/Chit-GP/GC 修饰电极过程示意图近年来, 氧化还原酶与电极间的直接电子传输的相关研究引起了越来越多研究者的关注. 该领域的研究不但可以为深入探究生物体系复杂的电子传输机理提供良好的模型, 还可为新型的电化学生物传感器,生物燃料电池以及酶反应器等诸多方面的研究奠定基础. 然而, 由于酶的氧化还原中心往往深埋于其结构内部, 而且酶在裸电极表面容易因吸附而失活, 因此酶的活性中心与电极表面间的直接电子转移难以实现. 近期的研究发现, 选择合适的生物相容性材料和适宜的酶固载方法不仅可以有效保持酶的生物活性,还可较好地实现酶与电极间的直接电子传输. 由于其独特的结构和性质, 纳米材料尤其是碳基的纳米材料, 已被广泛应用到了酶的固载及新型生物传感器的构筑等方面. 例如, Sun等利用壳聚糖功能化石墨烯与葡萄糖氧化酶(GOD)间的自组装制备了GP-GOD玻碳(GC)修饰电极, 并利用其实现了对葡萄糖高效、灵敏的检测. Jiang等利用非共价修饰方法将壳聚糖修饰于单壁碳纳米管(SWNT)表面, 并进一步在复合物表面原位生长Au纳米粒子(GNPs), 从而制备了 SWNT-GNPs复合物. 利用该复合物与微过氧化物酶-11(MP-11)所构筑的MP-11/SWNT-GNPs/Au修饰电极, 不仅可有效促进固载酶在电极表面的直接电子传输, 还可实现其对氧气的有效电催化.作为一种新型碳基二维纳米材料,石墨烯由于具有较大的比表面积和良好的电子传输性等优点在电化学领域受到了广泛的关注. 研究表明, 利用石墨烯作为电极材料不仅可以促进氧化还原酶与电极间的直接电子转移, 还可以使所构筑的电化学生物传感器具有较好的性能. 例如, Zhao等将细胞色素c吸附到壳聚糖-石墨烯膜修饰的GC电极上成功构建了化学修饰电极. 该修饰电极不仅可实现细胞色素c与电极间的直接电子转移, 还可对NO表现出较好的电催化能力.然而, 由于石墨烯纳米片间存在强烈的范德华力及π-π相互作用, 致使其易发生团聚, 甚至堆叠成石墨, 从而使石墨烯丧失其特有的单片结构具有的独特性质, 也减少了其比表面积. 此外, 石墨烯表面的疏水性还阻碍了石墨烯与水溶性的氧化还原酶的进一步作用, 限制了石墨烯在生物传感器方面的应用. 因此, 制备兼具水溶性和生物相容性的石墨烯复合材料, 对其在氧化还原酶的固载及在第三代生物传感器构筑中的应用甚为重要.辽宁大学绿色合成与先进材料制备化学辽宁省重点实验室张谦等人通过共价键作用和原位还原法制备了金纳米粒子/壳聚糖-石墨烯纳米复合材料(AuNPs/Chit-GP). 利用FT-IR, UV-vis, TEM 以及XRD对所合成的纳米复合物的结构和形貌进行了表征. AuNPs/Chit-GP呈现明显的正电荷, 因此可通过静电相互作用固载葡萄糖氧化酶(GOD),并构建GOD/AuNPs/Chit-GP/GC修饰电极. 该修饰电极不仅可成功地实现GOD与电极间的直接电子转移, 还对葡萄糖表现出良好的催化性能. 实验结果表明, 其催化的线性范围为2.1～5.7μmol/L, 检出限为0.7μmol/L, 灵敏度为 79.71 mA•cm-2•mM-1.这种集金属纳米粒子、生物相容性高分子以及石墨烯为一体的纳米复合物的构筑为无媒介体的电化学生物传感器的研究提供了一个良好的平台.。

基于纳米碳管的葡萄糖生物传感器的研究的开题报告

基于纳米碳管的葡萄糖生物传感器的研究的开题报
告
一、研究背景与意义
葡萄糖作为人体的一种重要能源，能够为机体提供必要的营养物质。

然而，高血糖可以导致糖尿病等各种疾病的发生，因此对葡萄糖的监测
和控制具有重要意义。

传统的葡萄糖检测方法需要昂贵的仪器和复杂的
操作流程，对于实时监测难度较大。

基于纳米技术的葡萄糖生物传感器
可以将检测过程简化，并且具有快速、高灵敏度和高选择性的优点，因
此在医疗和健康领域有着广泛的应用前景。

本研究计划基于纳米碳管技术研究一种新型的葡萄糖生物传感器，
实现对葡萄糖的高灵敏度检测。

二、研究内容
1. 纳米碳管材料的制备
采用化学气相沉积法制备高质量的纳米碳管材料。

2. 生物传感器的制备及性能测试
将葡萄糖氧化酶通过化学修饰的方法固定在纳米碳管表面，制备葡
萄糖生物传感器。

通过电化学测试等方法对传感器的灵敏度和选择性进
行测试。

3. 优化传感器性能
针对传感器灵敏度和选择性不足等问题，进一步优化传感器性能。

三、研究进展
目前，已经实现了纳米碳管材料的制备，并开始进行生物传感器的
制备和性能测试。

预计在未来的研究中，将会进一步优化生物传感器的
性能，并开展相关应用研究。

四、结论与展望
本研究计划将基于纳米碳管技术研究一种新型的葡萄糖生物传感器，旨在实现对葡萄糖的高灵敏度检测。

本研究具有重要意义和广阔的应用
前景，有望为人类健康和医疗领域带来不小的贡献。

基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测

基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测葡萄糖是人体内重要的能量来源，也是许多生物过程的重要组成部分。

因此，对葡萄糖的检测具有重要的意义。

电化学检测是一种快速、灵敏、可重复的检测方法，因此被广泛应用于葡萄糖的检测中。

本文将介绍基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测方法。

氧化铜是一种常见的电极材料，具有良好的电化学性能和生物相容性。

通过将氧化铜修饰在电极表面，可以增加电极的表面积和电化学反应活性，从而提高检测的灵敏度和准确性。

同时，氧化铜修饰电极还具有良好的生物相容性，可以与生物分子（如葡萄糖）发生特异性反应，从而实现对葡萄糖的选择性检测。

基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测方法主要包括以下步骤： 1. 制备氧化铜修饰电极。

将氧化铜纳米颗粒分散在适当的溶液中，然后将电极浸泡在溶液中，使氧化铜纳米颗粒沉积在电极表面。

最后，将电极清洗干净，即可得到氧化铜修饰电极。

2. 电化学测试。

将氧化铜修饰电极浸泡在含有葡萄糖的溶液中，然后进行电化学测试。

在测试过程中，葡萄糖会与氧化铜修饰电极表面发生特异性反应，产生电化学信号。

通过测量电化学信号的大小，可以确定葡萄糖的浓度。

基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测方法具有以下优点：1. 灵敏度高。

氧化铜修饰电极具有良好的电化学反应活性，可以增加电极表面积，从而提高检测的灵敏度。

2. 选择性好。

氧化铜修饰电极可以与葡萄糖发生特异性反应，从而实现对葡萄糖的选择性检测。

3. 可重复性好。

基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测方法具有良好的可重复性，可以进行多次测试，得到稳定的结果。

基于氧化铜修饰电极的葡萄糖电化学检测方法具有灵敏度高、选择性好、可重复性好等优点，是一种快速、准确、可靠的葡萄糖检测方法。

基于纳米多孔金薄膜的葡萄糖电催化氧化研究的开题报告

基于纳米多孔金薄膜的葡萄糖电催化氧化研究的开题报告一、选题背景和意义葡萄糖是人体内一种重要的能量物质，具有广泛的应用价值。

同时，近年来，葡萄糖传感器因其在医疗、食品安全等领域中的广泛应用而备受关注。

传统的葡萄糖检测方法通常采用较为复杂的基于酶的电化学测定方法或高性能液相色谱法等技术，这些方法通常需要复杂的实验步骤，费用昂贵，且难以应用于实时监测、终端检测和快速测定等实际应用场景。

基于电催化氧化原理的电化学生物传感器是一种新型的葡萄糖检测方法。

其中，利用多孔金薄膜作为载体来实现对葡萄糖的高效检测已成为一个研究热点。

多孔金薄膜具有高的电化学活性和生物相容性、较高的电导率和机械强度等优点，可将传感器的灵敏度和响应速度显著提高。

因此，对于基于纳米多孔金薄膜的葡萄糖电催化氧化的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、研究目的和内容本文旨在研究基于纳米多孔金薄膜的葡萄糖电催化氧化方法。

在此基础上，开展以下研究内容：1.通过制备纳米多孔金薄膜，探讨其物理化学性质以及对葡萄糖电催化氧化的影响。

2.利用循环伏安和计时安培法等电化学方法，研究基于纳米多孔金薄膜的葡萄糖电催化氧化性能。

3.结合多元回归分析方法，研究各种因素对葡萄糖电催化氧化的影响，以优化纳米多孔金薄膜的制备及传感器构建等参数。

4.在研究得出的最优化参数的条件下，对不同葡萄糖浓度的检测性能进行评估。

三、研究方法1.纳米多孔金薄膜的制备：通过铝箔模板法、溶剂热法、金膜控制腐蚀法等多种方法制备纳米多孔金薄膜。

2.物理化学性质表征：通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、比表面积分析仪等方法对多孔金薄膜进行表征。

3.电催化氧化性能测试：利用电化学方法进行电催化氧化性能的测试，主要包括循环伏安和计时安培测试。

4.多元回归分析：对影响葡萄糖电催化氧化性能的因素进行研究，通过多元回归分析将各种因素综合考虑，确定最优化条件。

五、预期成果通过研究基于纳米多孔金薄膜的葡萄糖电催化氧化方法，预计能够得出以下成果：1.成功制备出性能优良的纳米多孔金薄膜。