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纳米复合材料的制备与其在电化学生物传感器中的应用.pdf 75页

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Al i ’盹 ..A i ■ 摘要 纳米复合材料的制备及其在电化学生物传感 器中的应用 分析化学专业硕士研究生王成燕 指导教师 陈时洪副教授 摘 要 电化学酶生物传感器因具有灵敏度高、选择性好、易于微型化等优点而具有广泛的应用 前景,现己成为当前研究的热点之一。在酶生物传感器的研究和开发中,其活性组分的同定 化一直是最为关键和重要的技术。纳米复合材料具有比表面积大、吸附力强、催化活性高和 生物相容性好等特性,将其用于生物分子的同载,不仅可以提高生物分子(酶)的吸附量和 稳定性,还能很好地保持生物分子的生物活性,从而使传感器的性能得到提高。基于此,本 文制备了不同形貌的纳米复合材料.并将这些材料用于生物传感界面的构建。所制备的葡萄 糖、胆【司醇等生物传感器具有较宽的线性范围、较高的灵敏度、较低的检测下限以及较快的 响应速度。具体内容如下: 1.基于普鲁士蓝.金复合膜构建的葡萄糖生物传感器的研究 的葡萄糖生物传感器。作为电子媒介体的PB,通过与氯金酸一起电聚合到玻碳电极表面而形 制得的电流型葡萄糖传感器表现出快速的响应时间,宽的线性范围,当信噪比为3时检出限 低至1.O gmoFL。该传感器具有良好的选择性,其原因是由于选择的工作电位较低.与葡萄糖 共存的干扰物如抗坏血酸、尿酸、精氨酸等不会产生干扰。 2.基于铂纳米簇.多壁碳纳米管复合物构建的葡萄糖生物传感器的研究 由于具有独特的物理化学性质,铂纳米簇.多壁碳纳米管纳米复合物(PtNCs.MwCNTs) 现在已成为极具吸引力的纳米材料。在此工作中,采用一步合成法制得了PtNCs.MWCNTs并 以其为IiIiI酶基质构建了一种高灵敏的葡萄糖生物传感器。采用循环伏安法(CV),电化学交流 阻抗法(EIS)以及原子力显微镜(AFM)表征了传感器的组装过程。在最优条件下,该传感 器对葡萄糖表现山良好的催化特性。如线性范围宽(3 mmol/L),检出限低(1.0 pmo帆广14.5 L/mm01),响虑时间短(6s)。更重要的是,此传感器能够用于 gmol/L),灵敏度高(12.55pA I 两南大学硕十学何论文 对人体血清样品中葡萄糖含量进行分析。该传感器性能优良,是因为PtNCs.MWCNTs具有大 的比表面积、良好的导电性、较高的催化活性和良好的生物相容性,从而增大了酶的吸附量 且促进电极界面上的电子转移。 3.一步电沉积法制备生物复合膜及其在胆固醇生物传感器中的应用 山‘ 势结合起来,采用一种独特的方法构建了一种新的胆固醇生物传感器。首先采用一步电沉积 ,吣 膜的扫描电镜图像可以看到在CS基质内分散有大量的MWCNTs和Au@眦NPs。用循环伏 安和交流阻抗等方法表征了传感器的组装过程。该传感器的线性范围为0.7~477.7pmol/L,校 正曲线的斜率即为传感器的灵敏度,可达到224.5衅L/retool。 4.基于金铂复合物功能化的氧化锌纳米棒的胆固醇生物传感器的研究 构建了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)和金铂复合物功能化的氧化锌纳米棒 感器的应用潜力。首先,用化学合成法制备了Pt@Au-ZnONRs。然后将其分散液滴涂到 MWCNTs修饰的玻碳电极表面,接着通过纳米材料对ChOx的吸附作用以及正电荷ZnO纳米 材料与负电荷ChOx之间的静电作用将ChOx Ch

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