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微流控磁载酶级联传感器检测唾液中葡萄糖的研究

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分析科学学报 2021年第4期37卷 493-499页

作者：夏凌张丽松杨佳妮肖小华李攻科中山大学化学学院广东广州510275

唾液中葡萄糖含量与血糖水平密切相关,可通过非侵入式采集、测定实现血糖的持续、准确监控。但唾液中葡萄糖含量极低,干扰组分众多,对分析方法的选择性、灵敏度、样品用量、响应时间等都提出更严苛的要求。本文通过戊二醛交联法在氨基... 详细信息

唾液中葡萄糖含量与血糖水平密切相关,可通过非侵入式采集、测定实现血糖的持续、准确监控。但唾液中葡萄糖含量极低,干扰组分众多,对分析方法的选择性、灵敏度、样品用量、响应时间等都提出更严苛的要求。本文通过戊二醛交联法在氨基化磁性微球上固定葡萄糖氧化酶(GOx)和辣根过氧化物酶(HRP),利用微流控磁载技术将磁性微球富集在微通道中,为GOx/HRP酶级联反应提供限域环境,基于此构建了高灵敏荧光增强的葡萄糖传感器,实现了唾液样品中葡萄糖含量的测定。在最优实验条件下,葡萄糖在0.01~100μmol/L浓度范围内与荧光强度有良好的线性关系,检出限为3.2 nmol/L,加标回收率为95.3%~103.1%,相对标准偏差小于4.5%。本方法样品用量少、响应时间短、选择性高、检出限低、线性范围宽,适用于人体唾液中葡萄糖含量的快速测定。

关键词：葡萄糖传感器微流控磁载技术酶级联反应限域效应唾液

聚中性红和纳米金修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

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西南师范大学学报（自然科学版） 2005年第3期30卷 478-482页

作者：刘颜袁若柴雅琴戴建远钟霞唐点平西南师范大学化学化工学院西南师范大学分析科学研究所重庆400715

用循环伏安法在玻碳电极上电聚合一层稳定的中性红聚合物膜,研究了这层膜在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH7.0)中的电化学性质.用Nafion将葡萄糖氧化酶(GOD)和纳米金固定于中性红修饰的玻碳电极表面,制成了新型葡萄糖生物传感器.实验发现,加... 详细信息

用循环伏安法在玻碳电极上电聚合一层稳定的中性红聚合物膜,研究了这层膜在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH7.0)中的电化学性质.用Nafion将葡萄糖氧化酶(GOD)和纳米金固定于中性红修饰的玻碳电极表面,制成了新型葡萄糖生物传感器.实验发现,加入纳米金后提高了该传感器的灵敏度,对葡萄糖的线性响应范围为1.0×10-5～1.2×10-3mol/L,检测下限为5.0×10-6mol/L.该传感器制备方法简单、灵敏度高、稳定性好,并具有抗抗坏血酸、抗尿酸干扰的特点.

关键词：聚中性红葡萄糖传感器纳米金电聚合

基于石墨烯构建的葡萄糖生物传感器及其应用研究

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基于石墨烯构建的葡萄糖生物传感器及其应用研究

作者：黄静南昌大学

学位级别：硕士

糖尿病是仅次于癌症、心血管病的第三大危险疾病,是世界性的多发病和常见病。因此对人体血液中葡萄糖含量的准确快速的测定,对于糖尿病的前期诊断和治疗有着十分重要的意义。葡萄糖生物传感器是一种能够简单快捷的检测人体血液中葡萄糖... 详细信息

糖尿病是仅次于癌症、心血管病的第三大危险疾病,是世界性的多发病和常见病。因此对人体血液中葡萄糖含量的准确快速的测定,对于糖尿病的前期诊断和治疗有着十分重要的意义。葡萄糖生物传感器是一种能够简单快捷的检测人体血液中葡萄糖浓度的方法,越来越受到科研工作者的广泛关注。葡萄糖生物传感器的制备方法根据葡萄糖反应的机理可以分为三大类：(1)葡萄糖氧化酶(GOx)修饰体系;(2)凝集素蛋白(lectin)修饰体系;(3)苯硼酸(PBA)修饰体系。传统的生物分子载体主要是有机聚合物、纤维、凝胶材料或者纳米Au、Pt等贵重金属。但他们存在许多缺点,如制备的传感器灵敏度低,材料价格昂贵,不适合高效、灵敏的检测和大规模应用的要求。本文利用自行合成的新型纳米材料氧化石墨烯(GO)作为载体,构建了三种不同反应机理的葡萄糖生物传感器,实现对葡萄糖的定量检测。GO不仅具有非常高的机械强度、大的比表面积以及超强的电子传导能力,且成本低廉,具有良好的生物相容性,使得生物分子既能很好的固定在电极表面,又能保持其生物活性。在葡萄糖传感器的研制中,如何发展简单灵敏的检测方法是制备性能优良的生物传感器的关键。本文分别基于GOx, lectin,PBA修饰体系在新型生物传感界面的构建领域进行了探索和研究。主要开展了以下几方面工作： 1.采用共价法合成壳聚糖-二茂铁(CS-Fc)氧化还原高聚物,不仅可以有效的防止Fc的泄露,保持它的电化学活性,而且可以改善CS的导电性。由于带负电的GO层与层之间范德华作用力的存在,使其易团聚,将带正电的CS-Fc对GO进行功能化后,不仅可以改善其稳定性,而且可以使GO表面带上正电,更有利于带负电的GOx的负载。在此基础上制备的CS-Fc/GO/GOx葡萄糖生物传感界面为酶的固定提供了良好的微环境,且实现了电子介体在电极表面的稳定固载,有效提高了电极的稳定性。膜内GO可作为电子传递“导线”,能极大地促进电极的电子转移速率,提高生物传感器的电催化活性和灵敏度,实现了对葡萄糖的高灵敏检测,传感器对葡萄糖检测的线性范围为0.02-6.78mmol L-1,检出限为7.6μmol-1,灵敏度为10μA mmol L-1cm-2。 2.采用GO作为载体传感元件,通过π-π作用吸附苯环化右旋糖酐DexP,然后特异性吸附对pH敏感的刀豆凝集素蛋白A(ConA),即制得ConA-DexP/GO传感界面。该传感器是基于glucose-ConA-DexP之间的竞争反应使电极表面的电荷发生变化,从而促进了探针与电极表面之间的电子转移动力学过程。由于ConA的等电点是5.0,且是一种对pH敏感的凝集素蛋白,在pH5.0时,带负电。将ConA-DexP/GO膜浸入pH4.0和8.0的带负电荷的探针分子[Fe(CN)6]3-/4-中,由于修饰ConA的膜与探针分子之间静电作用力的存在,使得膜电极出现“开”与“关”的状态,对应于[Fe(CN)6]3-/4的峰电流出现与消失。在pH8.0时,向膜电极表面加入葡萄糖,由于负电荷的ConA被取代脱离电极表面,导致电极表面的负电荷减少,探针分子到达电极表面得失电子的阻力也随之减小,并且电子转移阻抗的减小与加入葡萄糖的浓度成正比,基于该原理构建了一种超灵敏的葡萄糖传感器。该传感器具有响应迅速、重现性好及选择性高等优势,对葡萄糖的检测线性范围为5.0μmol L-1-9mmol L-1,检测限为0.34μmol L-1,本文的研究方法为制备其他新型生物传感器及生物电子设备提供了更多的机会。 3.通过π-π作用将4-氰基—苯硼酸(4-CN-PBA)固定于GO表面,通过加入葡萄糖实现GO荧光的调控,从而构建了一种新型的GO/4-CN-PBA荧光葡萄糖传感器。在光的诱导下,GO的电子转移到4-CN-PBA,使GO荧光猝灭,加入葡萄糖以后,使具有sp2硼原子的三角中性结构的PBA(缺电子的Lewis酸)变为具有富sp3硼原子的四面体硼酸盐的阴离子形式,这种PBA结构的改变使其还原电势变得更负,从而减小了PBA与GO之间的电势差,使GO激发态的电子转移过程受到抑制,导致GO的荧光恢复。荧光的恢复程度与葡萄糖的浓度成正比,从而达到定量检测葡萄糖的目的。该方法构建的新型生物传感器对葡萄糖的检测性能良好,具有响应时间短、灵敏度高、稳定性好等优点,为临床医学的诊断提供了一个简单、有效的方法。

关键词：葡萄糖传感器壳聚糖—二茂铁氧化石墨烯竞争反应 pH敏感的“开”“关”性质电子转移阻抗减小光诱导电子转移荧光恢复

二氧化钛纳米阵列的制备与改性及其在葡萄糖光电生物传感器中的应用研究

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二氧化钛纳米阵列的制备与改性及其在葡萄糖光电生物传感器中的应...

作者：闫炳东海南大学

学位级别：硕士

本课题以传统的葡萄糖检测为切入点,以光电化学分析为研究方法,把传统的TiO2纳米材料作为研究对象,通过材料结构设计与改性的手段,实现了对光电响应信号的放大,从而得到了具有更高灵敏度、更低检测极限的PEC生物传感器。具体的内容包括... 详细信息

本课题以传统的葡萄糖检测为切入点,以光电化学分析为研究方法,把传统的TiO2纳米材料作为研究对象,通过材料结构设计与改性的手段,实现了对光电响应信号的放大,从而得到了具有更高灵敏度、更低检测极限的PEC生物传感器。具体的内容包括(1)我们介绍了光电化学传感器及其分类、检测原理和发展现状;同时我们对TiO2材料的性能,包括其能带和晶体结构、光生电荷行为,进行了说明;总结TiO2的光电性能的影响因素及其改性方法。(2)我们通过水热的方法在FTO制备了金红石TiO2纳米棒阵列,通过二次水热将锐钛矿纳米线组装到金红石纳米棒上,利用电化学技术证明了这种异质结分级结构在电子转移方面相对于单纯的金红石纳米棒有优势。将葡萄糖氧化酶负载在这种异质结分级结构,构建葡萄糖光电化学酶传感器,获得了较好的传感性能。(3)我们通过阳极氧化的方法制备了 TiO2纳米管阵列,引入聚苯胺高分子改善TiO2体相内电子空穴的复合问题同时提升酶的有效负载,利用金纳米颗粒拓宽了TiO2在可见光区域的吸收范围。利用电化学手段证实了所制备的复合结构在电荷分离效率、电子寿命和电子转移效率等方面的优势,最后将材料应用到葡萄糖检测中。

关键词： TiO2 光电化学酶葡萄糖传感器

萘酚绿为电子媒介体金纳米颗粒修饰的葡萄糖生物传感器

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西南师范大学学报（自然科学版） 2004年第2期29卷 260-264页

作者：李群芳袁若柴雅琴莫昌俐刘颜黄小清王秀玲西南师范大学化学化工学院分析科学研究所重庆400715

报道了一种制作新型电流型葡萄糖传感器的方法 .用金纳米颗粒吸附葡萄糖氧化酶 ,采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为辅助固酶膜基质将其固定在铂金电极的表面 .在待测的葡萄糖溶液中加入萘酚绿作为电子媒介体 ,制成葡萄糖生物传感器 .酶吸附在... 详细信息

报道了一种制作新型电流型葡萄糖传感器的方法 .用金纳米颗粒吸附葡萄糖氧化酶 ,采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为辅助固酶膜基质将其固定在铂金电极的表面 .在待测的葡萄糖溶液中加入萘酚绿作为电子媒介体 ,制成葡萄糖生物传感器 .酶吸附在纳米金表面上稳定且仍能保持其生物活性 ;而电子媒介体的存在 ,显著提高了传感器的响应灵敏度 .线形范围在 5 0× 10 -5～ 5 0× 10 -2 mol/L ,检测下限为 2 5× 10 -5mol/L(信噪比为 3) .用该生物传感器测定了人体血清中的葡萄糖 .尿酸、抗坏血酸等对测定无干扰 .

关键词：纳米金萘酚绿电子媒介体葡萄糖传感器

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

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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：习霞南通大学

学位级别：硕士

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,... 详细信息

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。

关键词：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

共价键法固定的葡萄糖氧化酶传感器稳定性研究

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化学传感器 2001年第2期21卷 44-50页

作者：周松苟立冉均国四川大学无机材料系成都610065

本文针对目前在共价键法固定葡萄糖氧化酶传感器过程中,存在影响传感器稳定性的电极氧化和后处理两个问题,研究了铂电极的氧化方法和氧化程度对传感器稳定性的影响,优化了铂电极的氧化工艺;通过对比各种后处理方法对传感器稳定性影响的... 详细信息

本文针对目前在共价键法固定葡萄糖氧化酶传感器过程中,存在影响传感器稳定性的电极氧化和后处理两个问题,研究了铂电极的氧化方法和氧化程度对传感器稳定性的影响,优化了铂电极的氧化工艺;通过对比各种后处理方法对传感器稳定性影响的研究,采用新的电极通电后处理方法,制得了性能良好的传感器,使酶电极的稳定性显著提高,经连续测试15天,传感器的相对活性达到91%。

关键词：葡萄糖传感器共价键法固定铂电极氧化稳定性酶电极后处理生物传感器

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无酶葡萄糖电化学传感器的研究进展

东莞理工学院学报 2021年第5期28卷 98-106页

作者：杨林鑫王研陈嘉茵黄昱荣马佩雯徐海涛华南农业大学电子工程学院广东广州510642

综述了无酶葡萄糖电化学传感器的检测机理,基于贵金属、过渡金属和掺杂碳纳米材料的复合材料等修饰的无酶葡萄糖传感器的研究进展,以及新型可穿戴无酶葡萄糖检测设备的最新进展。随着科学技术的发展,无酶葡萄糖传感器将有可能应用于动... 详细信息

综述了无酶葡萄糖电化学传感器的检测机理,基于贵金属、过渡金属和掺杂碳纳米材料的复合材料等修饰的无酶葡萄糖传感器的研究进展,以及新型可穿戴无酶葡萄糖检测设备的最新进展。随着科学技术的发展,无酶葡萄糖传感器将有可能应用于动植物体的活体检测,这将成为新近研究的热点。

关键词：无酶葡萄糖传感器电极修饰活体检测

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基于L-半胱氨酸、纳米金、壳聚糖共修饰的葡萄糖生物传感器的制备及检测

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兰州石化职业技术学院学报 2013年第4期13卷 16-19页

作者：马进毅兰州石化职业技术学院继续教育学院甘肃兰州730060

通过静电吸附,将带正电的L-半胱氨酸利用S-Au键修饰到金电极表面,固定纳米金颗粒,利用壳聚糖把葡萄糖氧化酶固定到修饰后的电极表面,制备成葡萄糖生物传感器。在最优化的实验条件下,传感器响应快、制备过程简单、稳定性好、选择性好。... 详细信息

通过静电吸附,将带正电的L-半胱氨酸利用S-Au键修饰到金电极表面,固定纳米金颗粒,利用壳聚糖把葡萄糖氧化酶固定到修饰后的电极表面,制备成葡萄糖生物传感器。在最优化的实验条件下,传感器响应快、制备过程简单、稳定性好、选择性好。传感器的线性响应范围为1.0×10^-5-2.5×10^-3M,检出限为2.2×10^-6M （S/N=3）。

关键词： L-半胱氨酸金纳米颗粒静电吸附葡萄糖传感器