本文關(guān)鍵詞：基于鈀納米材料的無(wú)酶型葡萄糖傳感器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：葡萄糖是動(dòng)植物體內(nèi)碳水化合物的主要成分,血糖的監(jiān)測(cè)對(duì)于評(píng)估人們的健康狀況有著至關(guān)重要的意義。隨著人們生活水平的提高,各種富貴病也紛至沓來(lái),其中糖尿病是最典型的一種。因此,每年的十一月十四號(hào)被世界衛(wèi)生組織和國(guó)際糖尿病聯(lián)盟定為世界糖尿病日(World Diabetes Day,WDD),目的是引起全球?qū)μ悄虿〉木X(jué)和醒悟。糖尿病,在臨床上主要表現(xiàn)為血糖濃度高于正常范圍4.4-6.6 m M(80-120 mg/d L),以及多飲、多尿、多食、消瘦等癥狀。血糖較大幅度的波動(dòng)導(dǎo)致失明、腎衰竭、心臟病和中風(fēng)等糖尿病慢性并發(fā)癥。目前,人們只能通過(guò)檢測(cè)血糖濃度以及注射胰島素來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)血糖的控制。因此,連續(xù)有效的監(jiān)測(cè)血糖變化對(duì)糖尿病的預(yù)防和治療具有重要的意義。如何提高葡萄糖傳感器的靈敏度、檢測(cè)范圍、穩(wěn)定性和抗干擾性也成為科研工作者需要解決和攻關(guān)的課題。葡萄糖傳感器按照有無(wú)使用葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,GOD)分為有酶型葡萄糖傳感器和無(wú)酶型葡萄糖傳感器。然而,有酶型葡萄糖傳感器的葡萄糖氧化酶易受周?chē)鷾囟取穸燃皃 H值等影響從而失去活性,穩(wěn)定性和重現(xiàn)性不好,使其在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定的條件限制�；诹己玫姆�(wěn)定性、較低的檢測(cè)限、較高的靈敏度以及較大的電流響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),無(wú)酶型葡萄糖傳感器受到越來(lái)越多的關(guān)注。納米材料由于具有優(yōu)異的催化活性、獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和生物兼容性,近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于生物傳感器的構(gòu)造。目前,用于構(gòu)建無(wú)酶型葡萄糖傳感器的材料主要分為納米復(fù)合材料、過(guò)渡金屬納米粒子、碳納米管(CNTs)以及磁性納米材料等具有電催化性能的新型材料�；谏鲜鲅芯勘尘�,本論文利用水熱法合成了銅納米線(xiàn)、多孔的鈀納米管以及鈀納米花、鈀納米立方體和鈀納米八面體,通過(guò)透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、高分辨電子顯微鏡、原子力顯微鏡和X射線(xiàn)衍射對(duì)合成材料的形貌和組成進(jìn)行表征,并構(gòu)建無(wú)酶型葡萄糖傳感器,對(duì)其電催化性能進(jìn)行了對(duì)比,得到了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1.通過(guò)水熱法合成了柔性且尺寸均一的銅納米線(xiàn),將其負(fù)載在玻碳電極上作為犧牲劑,真空干燥后,在溫和的水浴條件下,置于氯鈀酸鈉溶液中發(fā)生置換反應(yīng),原位得到多孔的鈀納米管。將原位得到的多孔鈀納米管修飾的玻碳電極對(duì)葡萄糖濃度進(jìn)行檢測(cè),表現(xiàn)出高靈敏度、低檢測(cè)限和良好的選擇性,并與未反應(yīng)的銅納米線(xiàn)修飾的玻碳電極進(jìn)行比較,其催化性能占優(yōu)。在工作電壓為0.4 V時(shí),檢測(cè)范圍是5μM~10 m M,最低檢測(cè)限為1μM(S/N=3),線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.99以上。此方法簡(jiǎn)便、環(huán)保,所制備的材料表現(xiàn)出良好的催化性能,有望應(yīng)用于燃料電池和其他領(lǐng)域。2.研究了單晶多孔鈀納米花、鈀納米立方體和鈀納米八面體的制備以及它們作為無(wú)酶型葡萄糖傳感器的催化性能。通過(guò)透射電子顯微鏡、高分辨電子顯微鏡以及X射線(xiàn)電子衍射表征合成材料的形貌和成分,比較了三種尺寸相近且均一的納米粒子對(duì)葡萄糖的催化能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以{100}為主導(dǎo)晶面的單晶多孔鈀納米花和鈀納米立方體的催化活性?xún)?yōu)于以{111}為主導(dǎo)晶面的鈀納米八面體。由于大的比表面積和高指數(shù)晶面,單晶多孔的鈀納米花的催化活性最強(qiáng),具有較好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。在工作電壓為0.4 V時(shí),檢測(cè)范圍為0.05~6.5 m M(R2=0.9984),最低檢測(cè)限為1μM(S/N=3)。3.為進(jìn)一步探究多孔材料構(gòu)建的葡萄糖傳感器的性能,我們將外層鍍有15μm左右金層的鋼針通過(guò)電化學(xué)的方法,將外層金處理為多孔狀,這樣增加了其比表面積從而提高其對(duì)葡萄糖的催化性能,目的是代替金針外再鍍層鉑,這樣就降低了成本,從而能夠工業(yè)化。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研后,在氯化鋅的苯甲醇溶液中進(jìn)行電化學(xué)處理,可以將金針多孔化,通過(guò)XRD和SEM表征,證明多孔針的的組分和形貌。然后,再進(jìn)行后續(xù)的涂酶涂膜等工藝。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)酶型葡萄糖傳感器 鈀納米粒子 銅納米線(xiàn) 電化學(xué) 多孔金針
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;TP212
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 葡萄糖傳感器11-16
• 1.1.1 有酶型葡萄糖傳感器及其進(jìn)展11-13
• 1.1.2 無(wú)酶型葡萄糖傳感器及其進(jìn)展13-16
• 1.2 納米材料概述16-24
• 1.2.1 納米材料的基本概念及特點(diǎn)16-17
• 1.2.2 納米材料的合成及應(yīng)用17-18
• 1.2.3 單晶多孔材料的制備和應(yīng)用18-23
• 1.2.4 單晶多孔鈀納米粒子的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用23-24
• 1.3 本論文的研究目的及內(nèi)容24-27
• 第二章 多孔鈀納米管的原位合成及其無(wú)酶型葡萄糖傳感器的研究27-39
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-30
• 2.2.1 化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)設(shè)備28-29
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟29-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-38
• 2.3.1 銅納米線(xiàn)的表征30-31
• 2.3.2 多孔鈀納米管的表征31-33
• 2.3.3 鈀納米管修飾的玻碳電極的電化學(xué)行為33-34
• 2.3.4 銅納米線(xiàn)和鈀納米管修飾的玻碳電極對(duì)葡萄糖的催化氧化34-35
• 2.3.5 多孔鈀納米管修飾的玻碳電極的i-t曲線(xiàn)和穩(wěn)定性35-37
• 2.3.6 多孔鈀納米管修飾的玻碳電極對(duì)干擾物的響應(yīng)37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 基于多孔鈀納米花的無(wú)酶型葡萄糖傳感器研究39-49
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-42
• 3.2.1 化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)設(shè)備39-41
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-48
• 3.3.1 鈀納米立方體、鈀納米花及鈀納米八面體的組分表征42-43
• 3.3.2 鈀納米立方體、鈀納米花及鈀納米八面體的形貌表征43-44
• 3.3.3 鈀納米花修飾的玻碳電極的電化學(xué)行為44-45
• 3.3.4 鈀納米花修飾的玻碳電極的i-t曲線(xiàn)45-46
• 3.3.5 三種鈀納米粒子對(duì)葡萄糖的催化性能比較46-47
• 3.3.6 鈀納米花構(gòu)建的葡萄糖傳感器的抗干擾性和穩(wěn)定性47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 多孔金針的制備及其有酶型葡萄糖傳感器的研究49-55
• 4.1 引言49-50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分50-51
• 4.2.1 化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)設(shè)備50-51
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟51
• 4.3 結(jié)果與討論51-54
• 4.3.1 多孔金針的組分表征51-52
• 4.3.2 多孔金針的形貌表征52-53
• 4.3.3 多孔金針的電化學(xué)表征53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 本文總結(jié)55-57
• 參考文獻(xiàn)57-69
• 作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士期間的科研成果69-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊卓圓;周仕林;高明慧;歐陽(yáng)磊;劉曉艷;許麗娜;;鉑基非酶葡萄糖傳感器的研究進(jìn)展[J];理化檢驗(yàn)(化學(xué)分冊(cè));2014年02期

2 蔣洪川,冉均國(guó),茍立,楊仕清;葡萄糖傳感器聚氨酯擴(kuò)散限制膜響應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究[J];分析化學(xué);2001年07期

3 冉t，

本文編號(hào)：329809