基于溶胶凝胶的葡萄糖生物传感器与碳纳米管修饰电极的研究

作     者：习霞 

作者单位：南通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘杰

授予年度：2007年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

主      题：电化学铂化 碳糊 固定化酶 电流分析 溶胶凝胶 葡萄糖传感器 硝苯地平 苏丹红I 伏安测定 碳纳米管 化学修饰电极 

摘      要：目的:构建新型的溶胶凝胶修饰的电化学铂化碳糊固定化酶的电流式葡萄糖传感器,研究其电分析性能。 研究硝苯地平或苏丹红I在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为及测定。 方法:用电化学铂化处理的碳粉与葡萄糖氧化酶混合制成碳糊电极,电极表面用硅溶胶凝胶技术修饰,构建新型电流式葡萄糖传感器,并用电流分析方法研究其对葡萄糖的响应特性及分析应用。 制备多壁碳纳米管修饰电极,以此为工作电极,用循环伏安法、线性扫描伏安法等表征硝苯地平或苏丹红I的电化学行为,并建立测定硝苯地平片剂含量及辣椒粉中的苏丹红I含量的新方法。 结果:构建的新型葡萄糖传感器在电位0V(相对于Ag/AgCl电极)可以对葡萄糖产生还原电流,电流信号与葡萄糖浓度在一定浓度范围内呈现良好线性关系。该电流式葡萄糖传感器具有理想的选择性和稳定性。溶胶凝胶技术的修饰使得传感器中固定化酶不易渗漏,从而使其工作寿命得以延长,经测试45天后仍能保持90%的响应能力。 与裸玻碳电极相比,多壁碳纳米管修饰玻碳电极能显著提高硝苯地平的还原电流。在优化的实验条件下,还原峰电流与硝苯地平浓度在7.5×10-8 2.5×10-5 mol·L-1范围有良好的线性关系,可用来对硝苯地平进行测定,其检出限为2.5×10-8 mol·L-1。经过对1.0×10-6 mol·L-1硝苯地平溶液平行测定10次,发现具有良好的重现性,RSD为4.6%。 以多壁碳纳米管修饰玻碳电极为工作电极,在pH 7.0的磷酸盐缓冲底液中,苏丹红I在– 0.50 V处出现一灵敏的还原峰。在优化实验条件下,还原峰电流与苏丹红I浓度在6.0×10-7 7.5×10-5 mol·L-1有良好的线性关系,检出限为2.0×10-7 mol·L-1。对2.0×10-5 mol·L-1苏丹红I溶液平行测定10次,RSD为4.8%。 结论:溶胶凝胶修饰的铂微粒电沉积碳糊酶电极采用还原电流模式测定葡萄糖,消除了体液中内源性共存物的干扰,提高了该新型葡萄糖传感器的分析选择性;独特的固定化酶方法赋予该传感器良好的工作寿命,因此适合用来分析测定包括生物体液在内的各种样品中葡萄糖的含量。 多壁碳纳米管修饰电极由于其独特的表面化学特征可对研究的分析物产生良好的电化学催化,适用于伏安法测定硝苯地平的药剂含量或者辣椒粉中苏丹红I的含量。该分析方法具有简易、快速、灵敏、可靠等优点。