检索结果-南通市图书馆

作者：李寒东天津科技大学

学位级别：硕士

本学位论文以印刷的方式来制作葡萄糖传感器为研究课题,制作了不受酶活性限制,集成性好、检测范围广、稳定性好、生产成本低的葡萄糖传感器。通过原位还原法将镍和氧化铜还原负载在碳纳米管表面,制备对葡萄糖具有催化活性的复合材料,利... 详细信息

本学位论文以印刷的方式来制作葡萄糖传感器为研究课题,制作了不受酶活性限制,集成性好、检测范围广、稳定性好、生产成本低的葡萄糖传感器。通过原位还原法将镍和氧化铜还原负载在碳纳米管表面,制备对葡萄糖具有催化活性的复合材料,利用丝网印刷的方式印刷传感器的电极,将工作电极、对比电极和参比电极集成在同一测试条内,将复合催化材料修饰到工作电极的反应区域,连接电化学工作站制作成印刷电极葡萄糖传感器。同时,对复合催化材料的物质种类、表面形貌进行表征,对印刷电极的导电性能进行测试,对印刷电极传感器的电化学行为以及葡萄糖的检测性能进行测试,最后,与玻碳电极传感器进行对比分析。具体包括以下内容:1.采用原位还原法制备了镍与碳纳米管复合材料和氧化铜与碳纳米管复合材料。通过傅里叶变换红外光谱对比了未处理的碳纳米管与酸化后的碳纳米管,酸化后的碳纳米管表面含氧官能团增多;通过XRD对复合催化材料进行检测,镍和氧化铜都成功负载到碳纳米管表面;通过SEM对复合材料进行检测,镍粒子均匀负载在碳纳米管表面,氧化铜呈针尖状负载在碳纳米管表面。2.采用丝网印刷技术,将工作电极（导电碳浆）、对比电极（导电碳浆）、参比电极（银/氯化银混合油墨）、导轨（导电银浆）、绝缘层（绝缘油墨）印刷到PET基板上制作传感器的印刷电极。通过四探针电阻测试仪对印刷电极导电性能进行检测,工作电极和对比电极平均电阻率为2.02Ω·cm,标准偏差为0.0853;印刷导轨平均电阻率为6.1 mΩ·cm,标准偏差为0.6603,印刷电极具有良好的导电性和稳定性,保证了传感器的电荷传导性能。3.采用化学修饰的方法将催化材料修饰到印刷电极和玻碳电极的反应区域,连接电化学工作站制作成印刷电极传感器和玻碳电极传感器。通过循环伏安法和计时电流法对印刷电极传感器和玻碳电极传感器的电化学行为以及葡萄糖检测性能进行测试,结果得出镍复合材料的催化活性以及导电性能优于氧化铜复合材料;印刷电极传感器与玻碳电极传感器对葡萄糖都具有良好的检测性能,除氧化铜复合材料修饰的印刷电极外葡萄糖检测范围都大于10mM,响应时间为10～15s,且具有良好的稳定性,对葡萄糖的检测范围覆盖了人体血糖浓度范围,可运用于实际血糖测量。

关键词：印刷电极葡萄糖传感器非酶传感器丝网印刷

基于四氧化三钴/激光诱导石墨烯复合材料的无酶葡萄糖传感器的研究

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基于四氧化三钴/激光诱导石墨烯复合材料的无酶葡萄糖传感器的研究

作者：郑才栋南京邮电大学

学位级别：硕士

与传统的酶葡萄糖传感器相比,无酶葡萄糖传感器具有稳定性高、制备简单和成本低廉等优点。然而这些传感器大多存在着选择性差、抗干扰性低等问题,阻碍着无酶葡萄糖传感器的大规模应用。正因如此,在当下无酶葡萄糖传感器的研究中,如何制... 详细信息

与传统的酶葡萄糖传感器相比,无酶葡萄糖传感器具有稳定性高、制备简单和成本低廉等优点。然而这些传感器大多存在着选择性差、抗干扰性低等问题,阻碍着无酶葡萄糖传感器的大规模应用。正因如此,在当下无酶葡萄糖传感器的研究中,如何制备合适的电极材料成为一个亟待解决的问题。近年来,具有功能化纳米结构的金属氧化物成为研究人员关注的焦点,因为它具有诸多优点,比如成本低廉、电活性表面积大、氧化还原特性强和生物相容性好。石墨烯凭借其独特的二维(2D)碳纳米材料结构表现出突出的特性,如大的比表面积,高的机械强度,以及良好的电化学导电性,同时还可以负载具有催化活性的纳米粒子,为葡萄糖催化提供反应活性位点。因此,将过渡金属氧化物纳米材料与石墨烯成功耦合后,产生催化活性更强的催化剂,使其成为未来无酶葡萄糖传感器电极材料研究的最有希望的候选者。本文主要研究工作如下:首先,采用一步激光直写碳化技术制备了一种将CoO纳米粒子均匀嵌入到三维多孔激光诱导石墨烯(CoO NPs-LIG)中的柔性电极。利用TEM、SEM和XPS等材料表征技术对制备的CoO NPs-LIG进行了全面表征,分析了CoO NPs-LIG的微观结构和元素组成。结果证明了目标物质的成功合成,CoO NPs的存在有利于产生多层石墨烯的无序结构,这种无序结构对于石墨烯的电化学催化特性起到了一定的促进作用。由于LIG良好的导电性和CoO纳米粒子的多个高活化位,该复合电极具有显著的协同效应,可以增强电荷转移,从而提高葡萄糖传感器的电化学性能。对CoO NPs-LIG柔性电极的电化学性能进行了评估,结果该传感器表现出214μA mMcm的高灵敏度,0.41μM的低检测限(LOD),1μM至9 m M的宽线性检测范围,以及0.49 s内的快速响应时间。与之前报道的其它无酶葡萄糖电化学传感器相比,我们开发的CoO NPs-LIG无酶葡萄糖传感器的各项性能指标更加优异。通过制备的传感器实际测量了真实的血清样本中的葡萄糖浓度,并与商用血糖仪做了详细对比,结果显示CoO NPs-LIG无酶葡萄糖传感器表现出良好的准确性。接触角实验结果证明CoO NPs引入到LIG电极可显著提高电极浸润性,从而有效改善了水电解质的传输和扩散,有利于葡萄糖分子在电极上吸附。根据第一性原理利用QUANTUM ESPRESSO软件进行电子结构和态密度计算研究,分析了葡萄糖传感器的可能传感机制。之后,利用丝网印刷技术构建了基于丝网印刷电极的便携式无酶葡萄糖传感器。通过制备掺杂CoO NPs-LIG的混合油墨来减弱丝网印刷电极材料与衬底之间相互作用。CoO NPs-LIG的引入使得该传感器拥有高灵敏度(143μA m Mcm),相对较低的LOD(0.48μM),宽线性检测范围(1μM～11 m M),以及极快的响应时间。此外,传感器在葡萄糖浓度检测中表现了优秀的可重复性、稳定性和选择性。多孔结构的CoO NPs-LIG制备的丝网印刷油墨比普通油墨拥有能加优秀的电化学性能,能够有效的提高电子转移速率,为开发可用于各种生物分析的低成本便携式无酶葡萄糖传感器开辟了一条新途径。综上所述,本研究为开发金属氧化物纳米颗粒均匀嵌入激光直写石墨烯的异质构造开辟了一种创新型的、简便的途径,为在不久的将来开发灵活、可穿戴的、高灵敏的无酶葡萄糖传感器提供了一种可行的策略。

关键词：柔性葡萄糖传感器无酶激光诱导石墨烯四氧化三钴丝网印刷

丝素蛋白基可穿戴式葡萄糖传感器的设计、构筑与性能研究

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丝素蛋白基可穿戴式葡萄糖传感器的设计、构筑与性能研究

作者：魏云航中原工学院

学位级别：硕士

葡萄糖是人体中合成其他分子的关键能量来源和前驱体,但其浓度过高会引发糖尿病。近年来,糖尿病患者数量急剧上升,且尚有很大数量的潜在患者,因此,早期跟踪检测血糖浓度、预防高血糖的发生显得尤为重要。有效的葡萄糖浓度检测结果依赖... 详细信息

葡萄糖是人体中合成其他分子的关键能量来源和前驱体,但其浓度过高会引发糖尿病。近年来,糖尿病患者数量急剧上升,且尚有很大数量的潜在患者,因此,早期跟踪检测血糖浓度、预防高血糖的发生显得尤为重要。有效的葡萄糖浓度检测结果依赖于高性能传感器。目前,已见报道的葡萄糖传感器准确性高,但可穿戴性差,不能满足人体葡萄糖浓度实时连续在线检测需要。因此,设计开发新型柔性可穿戴葡萄糖传感器迫在眉睫。柔性可穿戴传感器能与人体更加贴合,融合传感性能和穿着舒适性,从而能够更加深入、连续性监测人体健康状态。纺织品柔软、穿着舒适性佳且与人体更贴合,是理想的传感器基底材料。因此,本文拟以蚕丝制品为基底,通过表面活化和原位沉积技术,在基底表面沉积普鲁士蓝（Prussian Blue,PB）,保持其良好柔韧性和可穿戴性,同时赋予其一定的导电性和传感性能,构筑蚕丝基柔性可穿戴葡萄糖传感器。通过原位沉积成功制备PB功能化蚕丝纤维（PB@ASF）,且沉积次数对其形貌影响显著。铁氰化钾吸附量实验表明随着沉积次数增加,沉积初始阶段（葡萄糖传感器具有良好的舒适性和可穿戴性。PB@ASF/GOx F织物透湿率达75.88 g·m·h,与原样(透湿率77.06 g·m·h)相差不大。PB@ASF/GOx织物基可穿戴葡萄糖传感器对葡萄糖具有独特的电催化性,在p H=6.8的环境下,灵敏度最高。通过i-t电化学测量方法,在0.45V的外加电位下显示出55.33×10 m A·m M·cm的灵敏度（2～17 mmol/L）,检测限为2m M。此外,在相同方法制造的3个葡萄糖传感器上具有良好的重复性（97.93%）,并在一周的时间内峰值电流损失约4.92%,说明其具有良好的稳定性,其循环性为原来的96.72%,并对葡糖糖具有很好的专一性。在不同弯曲角度下,PB@ASF/GOx织物基可穿戴葡萄糖传感器对葡萄糖的响应性曲线几乎重合,峰值电流变化不明显,说明PB@ASF/GOx织物基可穿戴葡萄糖传感器具有良好的柔性。

关键词：蚕丝先进材料柔性可穿戴原位沉积普鲁士蓝葡萄糖传感器

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共价键法制备葡萄糖传感器的研究

共价键法制备葡萄糖传感器的研究

作者：周松四川大学

学位级别：硕士

设计出快速、准确、稳定、连续监测血糖浓度的葡萄糖传感器是提高治疗糖尿病效率的关键。在传感器的各项性能中，传感器的稳定性对于传感器的实际应用和长期连续监测葡萄糖浓度至关重要。目前，共价键法固定的葡萄糖氧化酶，酶结合牢固... 详细信息

设计出快速、准确、稳定、连续监测血糖浓度的葡萄糖传感器是提高治疗糖尿病效率的关键。在传感器的各项性能中，传感器的稳定性对于传感器的实际应用和长期连续监测葡萄糖浓度至关重要。目前，共价键法固定的葡萄糖氧化酶，酶结合牢固，稳定性最好。但实际制备的酶电极，稳定性较差，限制了它的应用。稳定性较差的主要原因是在共价键固定酶过程中，大量的非共价键吸附酶吸附在电极上，所采用的电极后处理方法未能充分地将非共价键吸附酶除去，非共价键吸附酶连续的解吸引起传感器的相对活性下降较大。如何去除非共价键吸附酶是提高酶电极稳定性的关键。本文针对目前在共价键法固定葡萄糖氧化酶传感器制备过程中，存在影响传感器稳定性的封装、氧化和后处理等三个问题，通过选择新的封装材料，进行多层复合封装，解决了因封装失效影响传感器稳定性的问题;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;首次系统地研究了新的电极通电后处理方法对传感器稳定性的影响。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，传感器的相对活性为91％;存放3个月后，传感器的相对活性达到90％。超过目前文献报道的结果。为提高传感器的其他性能，在传感器稳定性的基础上，研究了硅烷化和四氯代醌活化的工艺条件对传感器灵敏度的影响，以及采用扩散限制膜提高传感器的线性范围。通过降低硅烷化温度和增加四氯代醌活化时间，较大地提高了酶电极的灵敏度，其灵敏度达到765nA/（mmol/l）或30nA/（mmol/l）．mm。通过对葡萄糖传感器响应动力学的分析，从理论上说明提高线性范围的有效方法是使扩散过程成为控制过程。采用醋酸纤维素代替Nafion膜作为扩散限制膜，使酶电极的线性范围达到 27 mrnol／l以上，灵敏度为 77 nA／（nunol／l）或 3 nA／（InlnolA）rnmZ 制备出了用于超声透皮测试的传感器，进行了动物透皮测试实验，实验表明，传感器能够反映体内血糖浓度的变化，并且具有较高灵敏度，稳定性有待改进。

关键词：葡萄糖传感器共价键法固定酶封装铂电极的氧化酶电极的通电后处理

利用多巴胺制备金、银纳米颗粒及其在葡萄糖传感器、太阳能电池中的应用

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利用多巴胺制备金、银纳米颗粒及其在葡萄糖传感器、太阳能电池中...

作者：李佳丽北京交通大学

学位级别：硕士

多巴胺是大脑中的神经传导物质,在自然界生物中广泛存在,其聚合形成的物质聚多巴胺(PDA)是多功能的表面改性材料。本文对碱性环境条件下多巴胺的自聚合进行了研究,合成了 Au、Ag纳米粒子(NPs)/ITO复合电极,并探讨了其在葡萄糖传感器及... 详细信息

多巴胺是大脑中的神经传导物质,在自然界生物中广泛存在,其聚合形成的物质聚多巴胺(PDA)是多功能的表面改性材料。本文对碱性环境条件下多巴胺的自聚合进行了研究,合成了 Au、Ag纳米粒子(NPs)/ITO复合电极,并探讨了其在葡萄糖传感器及太阳能电池中的应用。利用多巴胺、PDA的还原性能,将金属离子转换为金属纳米粒子;进一步利用PDA优异的粘附性,将合成的金属纳米粒子均匀附着在导电玻璃ITO衬底上。本文采用了两种合成方法,分别为连续离子层吸附反应(SILAR)法和聚合-浸渍法(Polymerization-Dipping)法,对比了两种方法制备的复合电极的形貌及相关性能。基于这两种方法制备的Au、Ag NPs/ITO葡萄糖传感器具有较好的检测限和灵敏度,能够满足于实际检测(3-8 mM)的要求。基于Polymerization-Dipping法制备的AuNPs/ITO电极的葡萄糖传感器具有较高的灵敏度(107uA·mM-1·cm-2);利用双金属的结合优势,基于SILAR法制备的Ag-AuNPs/ITO电极的葡萄糖传感器灵敏度高达 145.47 uA·mM-1·cm-2。值得一提的是,AuNPs的表面增强拉曼散射和吸收光谱证实其表现出较强的表面等离子体共振特性,基于局域表面等离子体共振效应的光吸收增强对于聚合物太阳能电池的性能有一定的影响。Polymerization-Dipping法制备的电极能够提高P3HT:PC61BM电池体系的开路电压,使其突破0.6V局限;在大气条件下,将基于SILAR方法制备的Au NPs/ITO复合电极运用于太阳能电池作为光阳极,光电转换效率能够达到1.39%。

关键词： PDA、Au、Ag NPs/ITO SILAR Polymerization-Dipping 电极葡萄糖传感器太阳能电池

基于MEMS的柔性微针葡萄糖传感器的设计与分析

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基于MEMS的柔性微针葡萄糖传感器的设计与分析

作者：乔传伟河南大学

学位级别：硕士

近几年随着人们生活水平的提高,糖尿病的发病率正在逐年提升。我国作为人口大国,糖尿病患者的数量也在逐年攀升。目前,医学界对于糖尿病尚无彻底治疗的手段,只能通过外部注射胰岛素和控制饮食来调节人体的血糖水平。而在此过程中,如何... 详细信息

近几年随着人们生活水平的提高,糖尿病的发病率正在逐年提升。我国作为人口大国,糖尿病患者的数量也在逐年攀升。目前,医学界对于糖尿病尚无彻底治疗的手段,只能通过外部注射胰岛素和控制饮食来调节人体的血糖水平。而在此过程中,如何精准的把控人体血糖含量成为治疗糖尿病的一个关键途径。现阶段人们主要通过指尖釆血进行血糖检测来获得人体的血糖含量。但是这种方法会给患者带来疼痛而且伤口易感染,并且在操作过程中存在着诸多不便。以往研究表明与血液相关性较大的间隙液也可以作为血糖检测的目标体液。传统的通过间隙液来获得人体血糖水平的方法分为两步,首先通过微针将间隙液提取出来,然后将提取的间隙液通过比色法或者电化学的方法进行血糖含量测定。这种检测方法相比指尖采血更为先进,但步骤仍然繁琐,并且要保证目标检测液不受外界环境的污染。基于以上情况,本文提出了一种将葡萄糖传感器直接集成于微针之上的柔性微针葡萄糖传感器来克服现阶段血糖监测遇到的瓶颈。选用柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为微针的针体材料可以解决微针刺破皮肤以后易断裂和生物相容性的问题,葡萄糖传感器在其上集成。其结构构成首先是一层惰性的导电金属层,选用材料为金,在金属层之上是包覆了葡萄糖氧化酶(GOx)和铁氰化镍的导电高分子聚3,4-乙烯二氧噻吩(poly3,4-ethylenedioxythiophene,PEDOT),铁氰化镍可以代替传统的氧化剂氧气,最外层是保证柔性微针传感器正常穿透皮肤的聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮(PVP/PVA)层。微针刺破皮肤以后,外层可溶的聚合物PVP/PVA溶解,葡萄糖传感器直接与间隙液接触进行原位监测,实现葡萄糖含量的实时监测。本文首先综述了微针和血糖传感器的发展历史和现状,提出了基于微机电系统(MEMS)技术的柔性微针葡萄糖传感器。柔性微针目前面临的最大问题就是不足以提供足够刺入皮肤的机械强度。为了解决这一问题,利用有限元分析软件Comsol对其形态和尺寸进行了力学分析,得出圆锥形柔性微针最佳,并且得出微针长度为600μm,底部宽度为200μm,尖端宽度为20μm这一最佳尺寸。为了增强其机械性能,在其外层涂覆5μm厚度的可溶聚合物PVP/PVA。此时,单体微针力学分析显示,在微针刺入皮肤的过程中产生的形变仅为0.03μm,表明5μm厚的可溶涂层可保证微针正常刺入皮肤。随后,对微针葡萄糖传感器进行了建模仿真。使用循环伏安法得出微针传感器在±0.4 V的电位下出现氧化峰与还原峰电流,得出微针葡萄糖传感器的最佳工作电位为0.4V。之后进行的线性响应测试显示出微针葡萄糖传感器具有线性响应电流的范围是1mmol/L～15 mmol/L,在此葡萄糖浓度范围内微针传感器的灵敏度0.577 m A/(mmol/L),并且葡萄糖浓度每增加0.01 mmol/L,所对应增加的响应电流会减少约0.47μA,也就是说,微针葡萄糖传感器可实现μmol/L级别的葡萄糖实时监测。最后,基于MEMS技术安排了柔性微针葡萄糖传感器的详细加工流程。

关键词：柔性微针葡萄糖传感器有限元仿真微机电系统

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石墨烯修饰电极在葡萄糖传感器中的应用研究

石墨烯修饰电极在葡萄糖传感器中的应用研究

作者：高秦宁夏大学

学位级别：硕士

本文的研究目的是以两种最常用的碳基纳米材料石墨烯和碳纳米管修饰电极作为基础电极,研究葡萄糖氧化酶在修饰电极上的生物活性,构建高灵敏简便的基于葡萄糖氧化酶直接电子转移的电化学葡萄糖传感器,为葡萄糖传感器的应用研究奠定一定... 详细信息

本文的研究目的是以两种最常用的碳基纳米材料石墨烯和碳纳米管修饰电极作为基础电极,研究葡萄糖氧化酶在修饰电极上的生物活性,构建高灵敏简便的基于葡萄糖氧化酶直接电子转移的电化学葡萄糖传感器,为葡萄糖传感器的应用研究奠定一定的基础。本论文研究工作是在国家自然科学基金委“阵列电化学适体传感器的研究”(编号No.21005003)青年基金项目的资助下完成的。本论文由三章组成：第一章综述。简单介绍了葡萄糖传感器的原理、酶的固定化以及石墨烯碳纳米管的合成方法,详细评述了纳米材料在葡萄糖传感器领域的应用进展,最后阐明了本论文的选题背景、研究目的和研究内容。第二章基于葡萄糖氧化酶在石墨烯上直接电子转移构建葡萄糖传感器。采用水合肼氨水混合物还原Hummers改进法获得的氧化石墨烯得到石墨烯,通过电化学法结合其他技术对石墨烯进行了表征,证明成功获得了电化学性能良好的石墨烯。利用制备的石墨烯修饰玻碳电极研究了H202和O2两种电化学葡萄糖传感器检测信号分子的电化学行为,表明石墨烯修饰电极对H202和02具有良好的电催化活性。将葡萄糖氧化酶固定在石墨烯修饰玻碳电极上构建了高灵敏检测葡萄糖的电化学生物传感器。电流与葡萄糖浓度在0.5-7 mM之间呈良好的线性关系,检出限为0.38mM,检测灵敏度为49.68 μA mM-1 cm-2。构建的葡萄糖传感器具有令人满意的选择性、重现性、稳定能。将构建的葡萄糖传感器用于实际血清样品中葡萄糖的测定,获得了令人满意的结果。第三章葡萄糖氧化酶在石墨烯碳纳米管表面生物活性的研究。在第二章基础上,本章采用电化学循环伏安技术,通过对比葡萄糖传感器在氮气、空气和氧气饱和PBS中的电化学行为,简单研究了酶在GN和GN-SWCNTs复合材料修饰玻碳电极上的生物活性。研究结果初步证明以下两点。第一,GOD是否实现直接电子转移与酶的活性无关,只与酶的氧化还原中心FAD有关系;第二,GN或者GN-SWCNTs将与其直接接触的酶已经杀死,没有与其直接接触的酶仍然保持着活性,氧气的通入使得保持活性的酶实现了直接电子转移,进而对葡萄糖产生了响应。由于实验条件和理论知识的限制,本章仅仅只是通过电化学方法对我们的猜测进行了初步的研究和证明,若想得到更加可靠的证明还需通过其他方法来验证。

关键词：石墨烯碳纳米管葡萄糖氧化酶葡萄糖传感器电化学分析

NiO/Mn薄膜的制备及其葡萄糖传感器特性研究

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NiO/Mn薄膜的制备及其葡萄糖传感器特性研究

作者：石文龙长沙理工大学

学位级别：硕士

糖尿病对于全世界人民来说都是一个不可忽视的健康问题,对于糖尿病患者来说,每日的血糖检测成为不可或缺的事情,因此葡萄糖也就成了最常见的分析物质,所以葡萄糖的测定有着很大的临床意义。目前,葡萄糖传感器已经从原来的酶葡萄糖传感... 详细信息

糖尿病对于全世界人民来说都是一个不可忽视的健康问题,对于糖尿病患者来说,每日的血糖检测成为不可或缺的事情,因此葡萄糖也就成了最常见的分析物质,所以葡萄糖的测定有着很大的临床意义。目前,葡萄糖传感器已经从原来的酶葡萄糖传感器逐渐演变为带有低检测限、高灵敏度、稳定性好等优势的非酶葡萄糖传感器。当前,研究较为火热的非酶葡萄糖传感器的敏感材料之一,便是过渡金属及其氧化物,这一类材料以其良好的电子传递特性、经济实用的价格、以及简便的制造工序成为研究人员青睐的焦点。本课题采用电沉积在ITO导电玻璃材料上制备氧化镍薄膜,并通过对氧化镍薄膜进行锰的掺杂改性,从而获得了更优性能的复合薄膜材料;采用XRD、SEM、EDS等多种测试方法研究了在离子液体体系中通过电沉积方法制备的氧化镍薄膜和氧化镍/锰薄膜的微观结构,探索了制备的最佳工艺参数,并运用循环伏安法与电流-时间法分别考察其检测葡萄糖的电化学性能。首先,针对氯化胆碱—尿素离子液体电沉积制备氧化镍薄膜的工艺进行了探究,通过调整电沉积过程中离子液体的黏度、氯化镍浓度和沉积电位,探究总结出最合适的工艺参数——无水乙醇和离子液体的体积比为2:1、镍源氯化镍的浓度为0.2mol/L和沉积电位为3.9V。其次,对电沉积后的氧化镍薄膜进行评价分析;通过葡萄糖传感性能的测试,其检测线性范围为 4～256μmol/L 和 312～528μmol/L,其灵敏度分别为 496.03 μA/(mmol/L·cm2)和67.59μA/(mmol/L·cm2)。该电化学传感器选择性、重现性和稳定性优异,检出限(S/N=3)为 1.00μmol/L。最后,对电沉积得到的氧化镍薄膜进行锰的掺杂制备出了性能更优异的复合薄膜。通过扫描电子显微镜和能谱进行测试,发现薄膜中锰大致均匀分布在氧化镍薄膜之上,而且掺杂后的NiO薄膜的颗粒尺寸更均一,锰的掺入造成团聚颗粒细化,增加了薄膜的比表面积。对葡萄糖的检测线性范围2.5～250μmol/L和291.67～491μmol/L。在3倍信噪比(S/N=3)条件检出限为 0.8μmol/L,灵敏度为 1596.38μA/(mmol/L·cm2)和466.36μA(mmol/L·cm2),葡萄糖检测整体性能更加优异。

关键词：氧化镍/锰氧化镍薄膜葡萄糖传感器离子液体葡萄糖检测

Pt-Pb纳米花修饰无酶葡萄糖传感器的研究

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Pt-Pb纳米花修饰无酶葡萄糖传感器的研究

作者：王蕊天津大学

学位级别：硕士

电化学葡萄糖生物传感器具有选择性高、快速、简便等特点,是检测葡萄糖浓度最重要的方法。近年来,糖尿病的发病率持续增高,为了给糖尿病人提供更为高效的检测血糖手段,新型葡萄糖传感器的开发受到广泛的关注。尽管酶传感器在使用中显示... 详细信息

电化学葡萄糖生物传感器具有选择性高、快速、简便等特点,是检测葡萄糖浓度最重要的方法。近年来,糖尿病的发病率持续增高,为了给糖尿病人提供更为高效的检测血糖手段,新型葡萄糖传感器的开发受到广泛的关注。尽管酶传感器在使用中显示了较好的选择性和灵敏性,但是酶在固定化过程中由于其内部结构稳定性不良而容易失活变性,使得传感器的稳定性不佳。可植入式实时在线监测葡萄糖传感器以及无酶葡萄糖传感器为血糖检测开辟了一条新途径。纳米材料及结构以其优异的表面效应、体积效应等多种特性,可作为电极的修饰材料,并且纳米颗粒在电极表面的吸附能力强、催化效率高、生物兼容性好,使得其修饰的电极在构建生物传感器方面有着很好的潜力。因此,本论文通过电沉积的方法在金电极表面制备了具有三维Pt-Pb“纳米花”状纳米结构,并将该修饰电极用于构建无酶葡萄糖传感器。借助扫描电镜图片,透射电镜图片和XPS谱图分析证实了三维Pt-Pb纳米花的形成。电化学测试表明,三维Pt-Pb纳米花结构修饰电极具有较大的电活性面积和高的电催化活性,同时由其构建的无酶传感器具有很好的稳定性和选择性。其对葡萄糖的检测范围是1 12 mM,选择灵敏度为10.69μA/(cm2·mM),相关系数为0.9997,最低检测限为4 mM(S/N= 3);此外,该三维Pt-Pb纳米花电极在催化葡萄糖的过程中受温度束缚性不大,响应电流随着温度的升高而增大,当增大到一定值后趋于稳定。因此,三维Pt-Pb“纳米花”修饰Au电极有望构建无酶型葡萄糖传感器,相比传统的酶电极将有更加广泛的应用。本论文首次在直径为0.35 mm的不锈钢针电极(SSN电极)表面修饰纳米Pt-Pb粒子作为固定化酶的载体,通过纳米结构试图改善针电极面积小的难题。借助对苯醌电还原过程共沉积壳聚糖(CS)/葡萄糖氧化酶(GOD)构建可植入式葡萄糖传感器。在最优的实验条件下,GOD-CS/Pt-Pb/SSN电极构建的葡萄糖传感器表现出良好的综合性能,其对底物葡萄糖的线性检测范围是0.03 9 mM,相关系数R为0.9994,选择灵敏度为0.44847μA/mM(n= 11),稳态电流响应时间约为15 s,最低检测限为0.17 mM(S/N= 3),表观米氏常数值为4.9837 mM。

关键词：针电极无酶 Pt-Pb纳米粒子 Pt-Pb纳米花壳聚糖(CS) 葡萄糖传感器

新型纳米材料的合成及在葡萄糖传感器中的应用研究

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新型纳米材料的合成及在葡萄糖传感器中的应用研究

作者：黄富英闽南师范大学

学位级别：硕士

纳米材料由于其特殊的微观结构而具备一系列特殊的物理、化学性质。制备新型纳米材料及复合材料并将其用于高灵敏、高选择性电化学生物传感器的构建越来越受到科学工作者的关注。本文合成了CdSe@CdS量子点、Graphene-CuO、三种不同形貌... 详细信息

纳米材料由于其特殊的微观结构而具备一系列特殊的物理、化学性质。制备新型纳米材料及复合材料并将其用于高灵敏、高选择性电化学生物传感器的构建越来越受到科学工作者的关注。本文合成了CdSe@CdS量子点、Graphene-CuO、三种不同形貌的CuO、MWNTs-CuO等纳米材料并用于构建新型的电化学传感器，研究葡萄糖在电极上的电催化氧化，研究了传感器的电化学行为。研究结果如下： (1)以葡萄糖氧化酶(GOD)为研究对象，采用多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)和CdSe@CdS量子点复合膜将GOD固定在玻碳电极表面得到MWCNTs-Chit/GOD/CdSe@CdS/GCE。通过循环伏安法对修饰电极进行表征，GOD表现出了一对形态良好且可逆的氧化还原峰;同时还探讨了传感器对葡萄糖的电催化氧化。实验结果表明：传感器对葡萄糖的线性响应范围为1.6×10-5.6×10M，检测限为2.5×10M。 (2)采用原位化学合成法制备了Graphene-CuO纳米复合材料，并用TEM、XRD、Raman对其结构和形态进行表征。以Nafion为固定剂将复合材料修饰于玻碳电极(GCE)表面制备了一种新型无酶葡萄糖传感器，并通过电化学测试得到其对葡萄糖检测的线性响应范围为2μM至0.6mM，灵敏度为1480μA mMcm，检测限为0.29μM (S/N=3)，且具有较好的稳定性和选择性。 (3)合成了三种不同形貌的CuO(纳米颗粒、纳米片、纳米棒)纳米材料，并将其用于无酶葡萄糖传感器的制备，比较三种纳米材料对葡萄糖的电催化性能，发现颗粒状纳米CuO对葡萄糖的电催化效果最好。这是由于颗粒状的CuO尺寸小、结晶度好，比表面积大、电子转移速率快等优点。 (4)采用一步合成法制备了MWNTs-CuO纳米复合材料并用于构筑无酶葡萄糖传感器，通过循环伏安曲线、电流-时间曲线检测该电极电化学特性。检测线性响应范围0.01至0.25mM，灵敏度2714.28μAmMcm，检测限0.56μM (S/N=3)。

关键词：葡萄糖传感器 CdSe@CdS量子点 Graphene-CuO纳米复合材料不同形貌的CuO纳米材料 MWNTs-CuO纳米复合材料