目前,隨著糖尿病患者的增多,市場上對葡萄糖傳感器的需求在不斷增加。在酶傳感器穩(wěn)定性不足的情況下,葡萄糖無酶電化學(xué)傳感器的發(fā)展備受關(guān)注。電極材料是影響葡萄糖無酶傳感器性能的主要因素。因此,制備合成過程簡單、靈敏度高、選擇性和穩(wěn)定性好的葡萄糖無酶傳感器電極材料是研究重點(diǎn)。近年來,金屬有機(jī)骨架化合物（MOFs）及其衍生材料在葡萄糖無酶傳感方面表現(xiàn)出巨大的潛力。本碩士論文工作針對目前制備的MOFs材料存在導(dǎo)電性及在水溶液中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不佳的問題,選用兩種含鎳MOFs,從調(diào)控MOFs成分及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化著手,在MOFs衍生物合成方面開展了系列研究工作,獲得了具有高催化活性和高導(dǎo)電的MOFs衍生物,為新型葡萄糖無酶傳感電極材料的制備提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。主要研究成果如下:（1）通過油浴法合成了具有六棱柱結(jié)構(gòu)的Ni2（BDC）2TED,并以其為前驅(qū)體,通過退火處理合成了鎳/氧化鎳納米顆粒均勻分布在氮摻雜碳框架的MOFs衍生納米碳（Ni/NiO/NC）復(fù)合材料。研究表明,通過控制退火溫度可實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合物結(jié)構(gòu)和成分的可控調(diào)節(jié)。電化學(xué)分析結(jié)果表明,退火溫度為400℃時(shí)所得Ni/NiO/NC-400復(fù)合材料具... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１典型生物傳感器的組件［１５］

傳感器，其中耗氧量是根據(jù)葡萄糖在氧氣存在下的催化氧化來監(jiān)測的。隨著??背景氧含量的變化，Ｕｐｄｉｋｅ和ＨｉｃｋｓｔＷ首次將葡萄糖氧化酶（ＧＯｘ）固定在氧電??極上的凝膠中，并對背景氧含量進(jìn)行了校正，測定了生物體液中的葡萄糖濃度。??Ｇｕｉｂａｕｌｔ與１＾１）１＾１１（＾４］于１９７３年開發(fā)了第一代酶基葡萄糖電流型傳感器，它用陽??極法分析了過氧化氫的生成，避免了變化較大的氧還原電流。自此，葡萄糖傳感??器領(lǐng)域得到迅速發(fā)展。迄今為止，科學(xué)家們己經(jīng)發(fā)展了三代酶基葡萄糖電化學(xué)傳??感器，如圖１．２所示：??／?ａｃｋ，ｘ?＼??Ａ＂／＼??／ｓ＼??／＾ｓＶＦＡＤｙＨ＼?＇?＾ｙｆａｄｈ?Ｙｓ＾＼??／?Ａ?ｏ?Ａ?Ａ?＼??圖１．２三代酶基葡萄糖電化學(xué)傳感器反應(yīng)原理示意圖［２５］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｈｒｅｅ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｅｎｚｙｍａｔｉｃ??ｇｌｕｃｏｓｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｅｎｓｏｒ＾２５１．??１．３．１第一代＿基葡萄糖電化學(xué)傳感器??第一代酶基葡萄糖傳感器建立在葡萄糖氧化酶（ＧＯｘ）氧化還原的基礎(chǔ)上，??反應(yīng)原理如圖１．３所示。將天然介質(zhì)氧氣用作電子傳輸媒介，在葡萄糖存在時(shí)，??ＧＯｘ（ＦＡＤ）與葡萄糖發(fā)生還原反應(yīng)，生成ＧＯｘ（ＦＡＤＨ２）和葡萄糖酸內(nèi)酯；接著，??ＧＯｘ（ＦＡＤＦｂ）與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，ＧＯｘ（ＦＡＤＨ２）被氧化成ＧＯｘ（ＦＡＤ），同時(shí)生成??過氧化氫；過氧化氫在鉑片電極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，為ＧＯｘ的氧化還原??反應(yīng)提供氧氣，反應(yīng)過程如式（１－２

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??或過氧化氫濃度的增加成正比。此外，葡萄糖濃度測定還有兩種方法：使用ｐＨ??傳感器測量葡萄糖酸的產(chǎn)量，或用過氧化物傳感器測量過氧化氫的產(chǎn)生［２６］。??Ｇｌｕｃｏｌａｃｔｏｎｅ?＜???ｏｒ?Ｈ??—乂ＨＡ?Ｊ—?ｊ??ＧＯｘ??圖１．３第一代酶基葡萄糖傳感器原理圖［２７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｅｎｚｙｍａｔｉｃ?ｇｌｕｃｏｓｅ?ｓｅｎｓｏｒｓ［２７］．??酶層：Ｇｌｕｃｏｓｅ?＋?ＧＯｘ（ＦＡＤ）?—?Ｇｌｕｃｏｌａｃｔｏｎｅ?＋?Ｇ０ｘ（ＦＡＤＨ２）?（１－２）??０２?＋?ＧＯｘ（ＦＡＤＨ２）?Ｈ２Ｏ２?＋?ＧＯｘ（ＦＡＤ）?（１－３）??電極：Ｈ２Ｏ２?￣￣＞?２Ｈ２Ｏ?＋?Ｏ２?＋?２ｅ＂?（１－４）??第一代酶基葡萄糖生物傳感器電極最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)電極微型??化。它的應(yīng)用也存在兩個(gè)局限性：一是葡萄糖傳感器的響應(yīng)與溶液中的氧氣濃度??直接相關(guān)，在真實(shí)血液樣本中沒有足夠的氧氣來有效維持葡萄糖的氧化，從而限??制了酶的反應(yīng)；二是過氧化氫檢測需要較高的檢測電位，而血液中電活性物質(zhì)（如??ＡＡ、ＵＡ等）的氧化電位區(qū)間與過氧化氫的氧化電位區(qū)間相同，在較高的檢測電??位下電活性物質(zhì)也會(huì)被氧化，因此電活性物質(zhì)的存在會(huì)干擾葡萄糖濃度的測定。??１．３．２第二代酶基葡萄糖電化學(xué)傳感器??第二代酶基葡萄糖傳感器建立在介體型葡萄糖氧化酶（ＧＯｘ）電極的基礎(chǔ)上，??反應(yīng)原理如圖１．４所示，其中１＾＾和Ｍｒｅｄ＊?jiǎng)e代表人造媒介體的氧化態(tài)和還原??態(tài)。利用人造媒介體（如：二茂鐵衍生物、鐵氰化


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