纳米颗粒增强一次性使用葡萄糖传感器的制备与性能

论文摘要

糖尿病是世界性的多发病和常见病,是仅次于心血管和癌症的第三大疾病,它严重的威胁着人类的健康,因此其诊断与治疗是当前的一个重大课题。长期的临床研究表明:如果血糖浓度能被严格控制在正常生理范围之内,糖尿病及其并发症就可以得到控制。电化学葡萄糖生物传感器具有选择性高、简便、快速的特点,是检测葡萄糖浓度最常用的方法。便携式血糖测试仪器使病人能随时随地进行测量,方便快捷,受到患者的欢迎。但是市售便携式血糖仪大多是基于比色技术的试纸型仪器,测量精度不高。因此,制备灵敏度高、成本低的新型电化学一次性葡萄糖传感器非常必要。 本文采用水溶性高分子化合物聚丙烯酰胺（Mn=300万）作为固定葡萄糖氧化酶（GOD）的载体材料。研究聚丙烯酰胺浓度对响应电流的影响,以及通过对残留酶的响应电流的测定研究聚丙烯酰胺的溶解性,综合考虑酶膜的性质选择浓度为2%的聚丙烯酰胺溶液作为固定化材料。制得不加入纳米颗粒的一次性酶电极电化学传感器在50-400mg/dl浓度范围内,响应电流与葡萄糖浓度关系呈线性上升趋势,线性较好,传感器的灵敏度为69nA/（mmol/L）。 纳米颗粒具有表面效应、体积效应等多种优异的特性,已用于长期使用型葡萄糖传感器,提高了葡萄糖传感器的响应灵敏度。但是这种传感器多次使用稳定性差。本文将纳米颗粒引入到一次性使用传感器中,保持了纳米颗粒增强传感器响应性能的优点,避免了多次使用产生酶漏失所引起的性能不稳定。结果表明,在线性范围50-400mg/dl的葡萄糖溶液中,加入亲水金纳米颗粒的响应电流有较大的增加,灵敏度为112nA/（mmol/L）,是未加入纳米颗粒的1.6

论文目录

• 1 文献综述及论文设想
• 1.1 生物医学传感器的发展
• 1.2 葡萄糖传感器
• 1.2.1 光学方法
• 1.2.2 酶电极方法
• 1.3 纳米技术及其在生物传感器中的应用
• 1.3.1 纳米材料
• 1.3.2 纳米材料在生物传感器中的应用
• 1.4 一次性使用葡萄糖传感器
• 1.5 本论文的设想
• 2 实验原理与方法
• 2.1 反应原理
• 2.2 试剂与仪器
• 2.2.1 化学试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.3 氯化银电极的制备
• 2.4 葡萄糖氧化酶电极的制备
• 2.5 GOD电极响应电流的测试
• 3 一次性使用葡萄糖传感器的制备
• 3.1 聚丙烯酰胺溶液浓度对传感器响应电流的影响
• 3.2 工作电压对传感器响应电流的影响
• 3.3 小结
• 4 亲水金纳米颗粒增强一次性葡萄糖传感器的制备和性能
• 4.1 亲水AU颗粒的制备
• 4.2 金纳米颗粒增强的酶电极的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 亲水金纳米颗粒的加入对传感器响应电流的影响
• 4.3.2 亲水金纳米颗粒用量的影响
• 4.4 小结
• 5 银纳米颗粒增强一次性葡萄糖传感器的制备和性能
• 5.1 纳米银溶胶制备
• 5.2 银纳米颗粒增强的酶电极的制备
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 银纳米颗粒增强的传感器的响应电流
• 5.3.2 不同粒径银纳米颗粒的加入对传感器响应电流的影响
• 5.3.3 工作电压与银纳米颗粒增强传感器的响应电流的关系
• 5.3.4 金、银纳米颗粒对传感器的性能增强作用的比较
• 5.4 小结
• 6 葡萄糖氧化酶相对活性的测试
• 6.1 测试仪器和方法
• 6.2 结果与讨论
• 6.3 酶电极的响应电流和酶活性的关系
• 6.4 小结
• 7 结论
• 8 参考文献
• 9 附录
• 10 致谢
• 申明