本文關(guān)鍵詞：基于Cu及CuNi納米材料自支撐電極構(gòu)筑的無(wú)酶葡萄糖傳感器

  更多相關(guān)文章： 無(wú)酶葡萄糖傳感器 恒電位沉積 自支撐電極 Cu納米線 CuNi合金

【摘要】：糖尿病屬于一種慢性代謝性疾病,它會(huì)引起多種并發(fā)癥,從而危害人類健康,但是這些并發(fā)癥可以通過(guò)個(gè)人嚴(yán)格控制血糖濃度而得到大幅降低。因此,發(fā)展快速、精確、穩(wěn)定的葡萄糖檢測(cè)技術(shù)是非常重要的。過(guò)去幾十年,人們?cè)跓o(wú)酶葡萄糖電化學(xué)傳感器領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展,但大部分用于葡萄糖無(wú)酶檢測(cè)的工作電極是將活性物質(zhì)通過(guò)粘結(jié)劑粘在玻碳電極表面制備的化學(xué)修飾電極。這種方式制備的電極有很多缺點(diǎn),如制備繁瑣、活性物質(zhì)易脫落、電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性不好。而通過(guò)電沉積等方法直接將金屬或金屬氧化物沉積于基體表面或者用化學(xué)腐蝕的方法在金屬表面制造微結(jié)構(gòu)所制備的自支撐電極能夠在一定程度上克服化學(xué)修飾電極本身存在的一些缺陷,如沉積在基體表面的活性物質(zhì)不易脫落;電極的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性較好;使用壽命較長(zhǎng)等。本文通過(guò)恒電位電沉積的方法制備了鈦基Cu以及CuNi合金兩種自支撐電極,并進(jìn)一步構(gòu)建了電化學(xué)葡萄糖生物傳感器,以下是本文的主要研究結(jié)果:(1)通過(guò)恒電位電沉積的方法制備了鈦基Cu納米線自支撐電極,并對(duì)該電極構(gòu)筑的無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖的性能進(jìn)行了研究探索。結(jié)果表明,在0.1 mol·L-1 NaOH電解質(zhì)溶液、0.7 V工作電壓的測(cè)試條件下,該電極檢測(cè)葡萄糖的靈敏度高達(dá)4984.6μA·mM-1·cm-2(R2=0.9965);線性范圍為1.0μmol·L-1~6.053 mmol·L-1;檢出限為0.33μmol·L-1;響應(yīng)時(shí)間小于4 s;多巴胺、抗壞血酸、尿酸等常見(jiàn)干擾物質(zhì)對(duì)檢測(cè)的干擾非常小使該電極對(duì)葡萄糖具有良好的選擇性;此外,該無(wú)酶葡萄糖傳感器在實(shí)際檢測(cè)人體血清中葡萄糖時(shí)具有較高的準(zhǔn)確度。(2)在電化學(xué)工作站中采用恒電位電沉積的方法制備了自支撐鈦基枝晶狀CuNi合金電極,這種枝晶狀的CuNi合金具有較大的比表面積和貫通結(jié)構(gòu),有利于電子傳遞,加之該雙金屬體系所具有的協(xié)同催化效應(yīng),該電極在電氧化葡萄糖方面表現(xiàn)出很高的催化活性。在0.1 mol·L-1 NaOH電解質(zhì)溶液、0.55 V測(cè)試電壓條件下,該自支撐鈦基CuNi合金電極無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖的靈敏度高達(dá)到6598.5μA·mM-1·cm-2(R2=0.9965);線性范圍較寬(5.0μmol·L-1~2.2 mmol·L-1);檢出限較低(1.67μmol·L-1);響應(yīng)速度較快(小于4 s);穩(wěn)定性較好;此外,該葡萄糖傳感器在實(shí)際檢測(cè)人體血糖方面具有很高的可行性。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)酶葡萄糖傳感器 恒電位沉積 自支撐電極 Cu納米線 CuNi合金
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 電化學(xué)生物傳感器簡(jiǎn)介11-12
• 1.3 酶電化學(xué)葡萄糖生物傳感器的發(fā)展歷程12-15
• 1.3.1 第一代酶電化學(xué)葡萄糖傳感器13-14
• 1.3.2 第二代酶電化學(xué)葡萄糖傳感器14-15
• 1.3.3 第三代酶電化學(xué)葡萄糖傳感器15
• 1.4 無(wú)酶電化學(xué)葡萄糖生物傳感器15-22
• 1.4.1 無(wú)酶電化學(xué)葡萄糖傳感器的分類16-17
• 1.4.2 無(wú)酶電化學(xué)葡萄糖傳感器電催化葡萄糖機(jī)理17-18
• 1.4.3 納米材料在無(wú)酶葡萄糖傳感器中的應(yīng)用18-21
• 1.4.4 自支撐電極在無(wú)酶葡萄糖傳感器中的應(yīng)用21-22
• 1.5 課題的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)22-24
• 1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.5.2 課題創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分24-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑和儀器設(shè)備24-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備24-25
• 2.2 表征方法25
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）25
• 2.2.2 透射電子顯微鏡（TEM）25
• 2.2.3 X-射線衍射儀（XRD）25
• 2.3 電化學(xué)測(cè)試方法25-28
• 2.3.1 恒電位電沉積26
• 2.3.2 循環(huán)伏安法26-27
• 2.3.3 電流-時(shí)間曲線27-28
• 第3章 自支撐鈦基Cu納米線電極的制備及其在無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖中的應(yīng)用28-44
• 3.1 引言28-29
• 3.2 工作電極的制備29-32
• 3.2.1 自支撐鈦基Cu納米線電極的制備29
• 3.2.2 影響自支撐鈦基Cu納米線電極制備的因素29-32
• 3.3 形貌與結(jié)構(gòu)表征32-33
• 3.3.1 自支撐鈦基Cu納米線電極的XRD表征32
• 3.3.2 自支撐鈦基Cu納米線電極的TEM表征32-33
• 3.4 自支撐鈦基Cu納米線電極用于無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖的研究33-43
• 3.4.1 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖原理及基體鈦片的影響33-34
• 3.4.2 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖掃描速度的研究34-35
• 3.4.3 不同葡萄糖濃度下循環(huán)伏安曲線的研究35-36
• 3.4.4 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖最佳工作電位的研究36-37
• 3.4.5 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖電流-時(shí)間曲線的研究37-38
• 3.4.6 自支撐鈦基Cu納米線電極對(duì)葡萄糖的選擇性考察38-39
• 3.4.7 自支撐鈦基Cu納米線電極的重現(xiàn)性考察39-40
• 3.4.8 自支撐鈦基Cu納米線電極的穩(wěn)定性考察40-41
• 3.4.9 自支撐鈦基Cu納米線電極用于人體血糖濃度的測(cè)定41-42
• 3.4.10 自支撐鈦基Cu納米線電極測(cè)定人體血糖的加標(biāo)回收率考察42
• 3.4.11 該傳感器與其它有關(guān)文獻(xiàn)工作對(duì)比42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 自支撐鈦基CuNi合金電極的制備及其在無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖中的應(yīng)用44-59
• 4.1 引言44-45
• 4.2 自支撐鈦基CuNi合金工作電極的制備45-46
• 4.3 形貌及結(jié)構(gòu)表征46-48
• 4.3.1 自支撐鈦基CuNi合金電極的XRD表征46-47
• 4.3.2 自支撐鈦基CuNi合金電極的SEM表征47-48
• 4.4 自支撐鈦基CuNi合金電極用于無(wú)酶葡萄糖檢測(cè)的研究48-58
• 4.4.1 基體鈦片對(duì)無(wú)酶檢測(cè)活性影響的研究49-50
• 4.4.2 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖掃描速度的研究50
• 4.4.3 不同葡萄糖濃度下循環(huán)伏安曲線的研究50-51
• 4.4.4 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖最佳工作電位的研究51-52
• 4.4.5 無(wú)酶檢測(cè)葡萄糖電流-時(shí)間曲線的研究52-53
• 4.4.6 自支撐鈦基CuNi合金電極對(duì)葡萄糖的選擇性研究53-54
• 4.4.7 自支撐鈦基CuNi合金電極的重現(xiàn)性研究54-55
• 4.4.8 自支撐鈦基CuNi合金電極的穩(wěn)定性研究55-56
• 4.4.9 自支撐鈦基CuNi合金電極用于人體血糖濃度的測(cè)定56-57
• 4.4.10 自支撐鈦基CuNi合金電極測(cè)定人體血糖的加標(biāo)回收率考察57
• 4.4.11 該傳感器與其它有關(guān)文獻(xiàn)工作對(duì)比57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李冉冉;基于Cu及CuNi納米材料自支撐電極構(gòu)筑的無(wú)酶葡萄糖傳感器[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：532683