新型納米材料的制備及電化學(xué)生物傳感器研究.pdf

1、電化學(xué)生物傳感器有著靈敏度高、分析速度快、選擇性好、所需儀器簡單以及成本低等優(yōu)點，在化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測以及食品檢測等相關(guān)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。組建電化學(xué)生物傳感器的關(guān)鍵在于化學(xué)修飾電極(ChemicallyModified Electrodes，CME)的構(gòu)造。CME是把具有優(yōu)良化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)比如有機物、無機物、聚合物和生物大分子等通過物理或化學(xué)的方法固定在電極表面，呈現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性質(zhì)。近年來，隨著納米科技的發(fā)展，納米材

2、料因其獨特的電學(xué)、光學(xué)、催化性能及優(yōu)良的生物相容性，在物理、化學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。在此背景下，本文制備了三種不同的納米材料，并成功地將其應(yīng)用于電化學(xué)生物傳感器的研究。所構(gòu)建的谷氨酸鹽、葡萄糖電化學(xué)生物傳感器具有靈敏度高、線性范圍寬、檢測限低及響應(yīng)速度快等優(yōu)點。主要工作如下:
　　(1)Pd具有優(yōu)良的催化性能，但其價格昂貴，鑒于此，本文采用有機溶劑熱法合成了Ni-Pd核-殼納米材料，構(gòu)建了谷氨酸鹽電化學(xué)生物傳感器，實

3、現(xiàn)了對谷氨酸鹽高靈敏的檢測。通過透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等表征方法對合成的材料及其修飾的電極進行定性分析;采用循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)技術(shù)、差分脈沖伏安法(DPV)及計時電流法(CA)考察了修飾電極的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，該傳感器對谷氨酸鹽的檢測具有良好的性能:較低的檢測限(0.05μM，S/N=3)、較高的靈敏性(4.768μAμM-1cm-2)和寬的線性響應(yīng)范圍(0.1-500μM)。此

4、外，該傳感器已初步應(yīng)用于食品中谷氨酸鹽的檢測，獲得了較可靠的結(jié)果（第二章）。
　　(2)納米氧化亞銅作為新型的p型氧化物半導(dǎo)體材料，具有活性的電子-空穴對系統(tǒng)，表現(xiàn)出良好的電催化活性?；诳箟难徇€原法制備了立方體納米氧化亞銅顆粒，發(fā)展了一種簡單且靈敏的葡萄糖生物傳感器。采用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對合成的立方體納米氧化亞銅及其修飾電極的形貌進行了表征，通過循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)技術(shù)、差分脈沖

5、伏安法(DPV)及計時電流法(CA)考察了修飾電極的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，立方體納米氧化亞銅在葡萄糖的測定中具有顯著的催化效果，實現(xiàn)了對葡萄糖高靈敏度的檢測。此外，葡萄糖濃度在5.0×10-6～4.0×10-3 M范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為0.9983，檢測限為6.8×10-7 M(S/N=3)。該傳感器具有較高的靈敏度、較好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性及抗干擾能力，并且，被成功地應(yīng)用于尿樣中葡萄糖濃度的檢測（第三章）。
　　(3)