铜镍纳米复合结构阵列的无酶葡萄糖特性讨论

程的影响，确定最正确制备方案，利用小型真空离子溅射仪溅射电极的方 范围，图 3〔a〕是 Cu-Ni 纳微材料在 0.1 mol/L KOH 条件下对 5mmol/L
法构建电子元件，通过四探针测试平台进行葡萄糖检测的电学特性测试干 的葡萄糖溶液的计时电流反应，可见该材料对葡萄糖溶液的响应灵敏，且
扰测试特定工作电压下进行，探究 Cu-Ni 纳米材料对不同浓度的葡萄糖溶 响应时间不超过 3s。由图 3〔b〕中的曲线关系为葡萄糖浓度与电流值的
到目前为止，各地的商量者已经报道了很多在电极外表固定酶的方法，
结构阵列材料，利用其二维纳米结构、周期性阵列、大比外表积等特点， 其中包括直接吸附法，溶胶--凝胶固定法，交联法等等。虽然取得了一些
实现对葡萄糖浓度检测的目的，并构建相应的纳微传感器件，最终获得基 很好的效果，但受限于酶自身结构而导致的许多问题，如受氧气的限制，
合物，也是能量的重要来源，血液中葡萄糖浓度过高则会引起糖尿病等疾 人的关注。酶葡萄糖生物传感器已经经过了五十年的进展历程，商量人员
病，从而威胁人体健康。实现对葡萄糖的快速、精确检测对人体健康和糖 主动的探究使酶葡萄糖传感器经受了三代变革。
尿病等疾病的诊断有着重要意义。本商量希望利用构建铜镍二维纳米复合
液的响应，通过设计实现人体正常血糖浓度的检测。
线性关系图。从图中可以看出该纳微结构材料对葡萄糖浓度的线性响应范
2 结果与商议
围在 0.5-20mmol/L 之间，响应度与葡萄糖浓度呈现出良好的线性关系，
首先，利用二维电化学原位组装方法构建特殊结构的纳微有序阵列材 并完全包含人体的正常范围〔4.4-6.6mmol〕，说明我们制备的材料时可
范围在 0.01-6mmol，也无法覆盖人体正常的血糖标准。
合能信号峰，说明该纳微材料中含有 Ni 元素。结果说明异质结构是由铜
本商量拟通过利用二维电化学原位组装方法构建 Cu-Ni 二维纳米有 和镍构成的，没有其他杂质。
序阵列材料，探究制备过程温度，频率，幅度，电压等对纳米结构生长过
利用计时电流法测量 Cu-Ni 无酶葡萄糖传感器对葡萄糖的线性响应
于二维纳米复合结构阵列的无酶葡萄糖检测元件与设计方案。
稳定性较差、重现性较低、简洁受到四周环境影响等，照旧没有得到很好
关键词：葡萄糖检测;生物传感器;电沉积;纳米材料
的解决，而无酶葡萄糖生物传感器很好的克服这些缺乏。
1 正文
Li 等团队通过水热法制备碳量子点〔CQDs〕/八面体氧化亚铜〔Cu2O〕
糖尿病是世界性的多发病和常见病，由于其可能引起心脏病、肾衰竭、 纳米复合材料的新型纳米结构电催化剂，设计了用于葡萄糖检测的非酶电
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失明等多种并发症，已成为仅次于心血管病和癌症的第三大危险性疾病。
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化学传感器。该方法制备过程简洁，实现了对葡萄糖的安培检测，但其线 又进行了 X 射线光电子能谱〔XPS〕测试，其结果如图 2 所示。从图〔a〕
性响应范围在 0.02-4.3mA〔人体正常血糖浓度为 4.4-6.6mmol〕，无法正 中可以明显地看出 Cu 2p 在 952.5 ev 和 932.7 eV 的位置有两个较强的信
料，纳微有序阵列形貌的扫描电子显微镜〔SEM〕图像如图 1 所示。图中 以用于人体葡萄糖检测的。
可以看到样品呈竹节样排列，呈现出均匀的周期长度和良好的长程顺序性。元素和 Ni 元素的化合价，对纳微材料
我们利用二维电沉积法制備了铜-镍纳微结构材料，基于此材料设计
常应用于临床医学上的血糖检测。Yuan 等团队接受电沉积法制备了氧化 号峰，分别对应于 Cu 的 Cu2p1/2 和 Cu2p2/3，与 Cu 结合能相一致;从图
亚铜/氧化氮/氧化石墨烯〔GO〕修饰玻碳电极〔GC〕，葡萄糖的检测线性 〔b〕中可以看出 Ni 2p 在 858.4 eV 的位置处有一个峰，对应于 Ni 的结
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铜镍纳米复合结构阵列的无酶葡萄糖特性讨论
孙爱鑫 狄文浩 刘晨晨 陈德祥 崔光亮
目前对糖尿病的治疗主要是通过患者频繁检测自身的血糖浓度并注射适 量的胰岛素来实现的。通过这种方法使其血糖浓度保持在 4.4-6.6mmol
〔80-120mgdL：1〕的正常水平，这样可以大大减轻并发症的发病程
度，甚至不发病。因此，研发一种灵敏度高、选择性好、使用方法简洁的
血糖检测工具对糖尿病的诊新和治疗具有十分重要的临床意义。葡萄糖传
摘 要：随着生产经济的快速进展和社会生活水平的提高，对各种疾 感器的商量始终是化学与生物传感器领域的商量热点，特别是无酶葡萄糖
病的检测成为特殊重要的课题。葡萄糖是表征生物代谢过程的一种重要化 传感器具有稳定性好和本钱低，工艺简洁等特点，近些年吸引了越来越多
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制备了葡萄糖检测元件，并进行了葡萄糖线性敏感特性商量。商量结果说 明 Cu-Ni 纳微材料在碱性条件下对葡萄糖氧化具有高的电催化活性，具有 优异的性能，可以在较快时间内检测葡萄糖浓度转变，其线性检测范围为 0.5-20mmol/L，可以用于人体葡萄糖的检测。