基于镍纳米粒子/氧化锌/Nafion修饰玻碳电极无酶葡萄糖传感器的研究

基于镍纳米粒子/氧化锌/Nafion修饰玻碳电极无酶葡萄糖传感器的研究

论文摘要

葡萄糖是维持人体健康的必需物质,但体内含量的失调,将严重威胁人类的健康,所以发展一种快速、可靠地对体内血糖水平的检测方法在临床具有重大意义。电化学方法尤其含有葡萄糖氧化酶的传感器,因为其检测限低、选择性好、灵敏度高,已经有较为深入的研究。但是酶的天然缺陷限制其实践的应用,如热不稳定性、化学不稳定性等。所以,无酶电化学传感器的开发引起研究者越来越多的关注。本课题对无酶传感器的研制进行了初步的探讨。将氧化锌作为基底膜沉积在玻碳电极上,然后用合理的方法沉积上镍纳米粒子,最后涂上一层Nafion膜。使用扫描电子显微镜、X射线能谱、电化学交流阻抗和循环伏安法对修饰电极进行表征。结果显示,上面三种物质成功的修饰在玻碳电极上。将修饰好的电极在碱性溶液中使用计时电流法对葡萄糖进行测定,葡萄糖在2.0×10-4mol·L-11到1.3×10-3mol·L-1内有较好的线性范围,灵敏度为8.65μA·(mmol·L-1)-1,检测限为6.8×10-5mol·L-1,响应时间为3s。实验结果显示:其重现性好,稳定性高,而且具有较强的抗干扰能力。有望于应用于临床血糖的测定。本课题同时对葡萄糖在修饰电极上的氧化机制进行初步探讨,镍纳米粒子有较大的比表面积大,与传统的金属不同,其不但可以作为电子媒介而且具有较高的催化作用。镍纳米粒子在一定的电位下形成Ni(Ⅲ)/ Ni(Ⅱ)氧化还原电对,催化葡萄糖在修饰电极上氧化为葡萄糖酮。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 化学修饰电极的兴起
  • 1.2 修饰电极的制备
  • 1.2.1 共价键合法
  • 1.2.2 吸附法
  • 1.2.3 聚合物薄膜法
  • 1.2.4 其他方法
  • 1.3 化学修饰电极在分析化学中的应用
  • 1.3.1 选择性富集分离
  • 1.3.2 电催化作用
  • 1.3.3 选择性渗透
  • 1.3.4 生物传感器的应用
  • 1.4 镍纳米粒子
  • 1.5 氧化锌薄膜
  • 1.6 葡萄糖传感器的研究进展
  • 1.6.1 含酶葡萄糖传感器
  • 1.6.2 无酶传感器
  • 1.7 本课题研究的意义
  • 2 实验部分
  • 2.1 主要试剂和仪器
  • 2.1.1 主要仪器
  • 2.1.2 主要试剂
  • 2.2 主要试剂配制
  • 2.3 实验步骤
  • 2.3.1 电极活化
  • 2.3.2 修饰电极的制备
  • 2.3.3 修饰电极的表征
  • 2.3.4 葡萄糖的测定
  • 3 实验结果及讨论
  • 3.1 电极的活化及检测
  • 3.1.1 电极的活化
  • 3.1.2 活化电极的检测
  • 3.2 修饰电极的表征
  • 3.2.1 扫描电镜及能谱表征
  • 3.2.2 循环伏安法表征
  • 3.2.3 电化学阻抗表征
  • 3.3 葡萄糖的测定及机理的阐述
  • 3.3.1 葡萄糖氧化的机理
  • 3.3.2 葡萄糖的测定
  • 3.4 干扰的去除
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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