基于新型微纳米材料的电化学(生物)传感器的研究

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纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100 nm)的材料,具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。由于纳米材料的这些独特性能,使得其在科学研究的各个领域都有非常广泛的应用前景。本文以具有优良结构的微纳米材料为基础来开发和研制性能优良的电化学及生物传感器。主要内容如下:1.以聚苯乙烯小球为模板,通过电化学沉积的方法将金沉积到模板空隙中,四氢呋喃去除模板。所得金膜修饰电极具有层状有序的三维孔状结构,比表面积大,孔壁交错贯通,为葡萄糖的氧化提供了大量的反应位点,从而大大提高了其对葡萄糖响应的灵敏度;此外,该传感器可以在较低电位下实现葡萄糖的测定,有效的避免了抗坏血酸等物质的干扰。2.以聚碳酸酯为模板,通过电化学沉积的方法将铂铅合金沉积到模板的孔隙中去,然后通过有机溶剂去除模板,即得具有微纳米线阵列结构的铂铅合金修饰电极。该修饰电极具有纳米微电极阵列的电化学行为,对葡萄糖展现出良好的电催化响应,可以在pH=7.4的中性磷酸缓冲体系中,在较低的电位下实现葡萄糖的测定。3.以金纳米粒子/分子筛复合材料为基底,采用半胱胺作为交联剂,通过共价键合的方法将醛基化的葡萄糖氧化酶固定到基底电极上,从而实现葡萄糖生物传感器的构筑。该传感器对葡萄糖响应的线性范围上限可达14 mmol/L,此外,金纳米粒子/分子筛复合材料为酶分子提供了一个非常类似于生物体的微环境,从而可以有效保持生物分子的活性,进而提高了传感器的稳定性。4.首先将柠檬酸根稳定的金纳米粒子与重氮树脂进行层层自组装,然后通过紫外光照使层间作用力由静电吸引转换为共价作用,从而得到一个具有高度稳定性的层数可控的金纳米粒子多层膜。随后将该金纳米粒子多层膜修饰电极浸入到多巴胺的溶液中,对多巴胺进行吸附,所得的多巴胺修饰电极对抗坏血酸响应灵敏,可以实现抗坏血酸的定量测定。
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