基于有序Au納米線陣列的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的制備及性能研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩169頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、本論文以高度有序Au納米線陣列為平臺,采用不同的制備技術(shù)將葡萄糖氧化酶負載于Au納米線陣列表面構(gòu)筑高靈敏度的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器。一方面,選取合適的AAO模板和電解液,以AAO模板結(jié)合電沉積技術(shù)制備高度有序Au納米線陣列;結(jié)果表明,相對于由H3BO3和HAuCl4組成酸液電解液而言,以EDTA,Na2SO3,K2HPO4和HAuCl4所組成的堿性電解液所制備的Au納米線具有規(guī)則的形貌和粗糙的表面,更加有利于葡萄糖氧化酶的負載和所制備的

2、葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的穩(wěn)定性。另一方面,研究了不同制備技術(shù)對所制備的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器性能的影響,對不同制備技術(shù)條件下影響生物傳感器性能的參數(shù)進行優(yōu)化與分析,從而提高生物傳感器對葡萄糖檢測的性能,并結(jié)合FIA技術(shù)進一步提高傳感器的檢測效率,其具體研究內(nèi)容如下:
   首先,利用Au納米線陣列大比表面積的特性,采用物理吸附法將葡萄糖氧化酶(GOx)吸附于Au納米線陣列表面,并以全氟磺酸樹脂(Nafion)覆蓋于GOx修飾后的

3、Au納米線陣列表面以提高葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的穩(wěn)定性。分別通過SEM、TEM、XRD以及CV對Au納米線陣列的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和電活性表面積進行表征,利用FITR對以Nafion包覆的GOx進行表征。對浸漬時間、GOx濃度、Nafion濃度以及電沉積時間等制備參數(shù)以及其測試參數(shù)進行優(yōu)化,改善所制備的生物傳感器對葡萄糖的電流響應(yīng)。實驗結(jié)果表明,高度有序Au納米線陣列具有很高的電活性表面積,能夠有效地加速反應(yīng)過程中的電子傳遞。基于Nafio

4、n-GOx-AuNWAs的葡萄糖生物傳感器對葡萄糖的檢測具有高靈敏度(258.8μA·cm-2·mM-1),線性范圍寬(10-3270μmol/L),低檢測極限(0.2μmol/L),高的穩(wěn)定性及抗干擾能力好等性能;同時采用物理吸附法制備的葡萄糖生物傳感器具有較好的酶動力學(xué)響應(yīng),其Michaelis-Menten常數(shù)K(sppm)為5.8mM。
   其次,以電聚合吡咯的方式將GOx包埋于Au納米線陣列表面的聚吡咯膜中制備葡萄糖

5、電化學(xué)生物傳感器。采用SEM以及TEM對Au納米線的形貌進行觀察,通過電聚合吡咯過程中的電勢-時間曲線以及電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)對GOx在聚吡咯膜中的負載情況進行分析,以吡咯單體為電解液和吡咯單體/GOx混合液為電解液進行電聚合生長曲線可以判斷GOx被成功包埋于聚吡咯膜中,同時,不同電極的電化學(xué)交流阻抗譜對此進一步確認了GOx可以通過電聚合的方式而被負載于Au納米線陣列表面。在對其制備參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)之上,在一定程度改善了生物傳感器的

6、性能,基于電聚合法制備的葡萄電化學(xué)生物傳感器的靈敏度可達183.3μA·cm-2·mM-1,線性范圍較寬為10-6140μmol/L,檢測極限為0.5μmol/L。
   再者,利用GLA和BSA共交聯(lián)法將GOx固定于Au納米線陣列表面構(gòu)筑葡萄糖電化學(xué)生物傳感器.分別利用SEM和TEM對Au納米線陣列進行表征,并通過CV和EIS對基于交聯(lián)法制備的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的傳質(zhì)特性和界面結(jié)構(gòu)進行研究.以計時電流法對不同的GLA濃度、

7、BSA濃度、GOx濃度等參數(shù)條件下制備的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的性能進行優(yōu)化,電流響應(yīng)結(jié)果顯示,GLA-BSA-GOx-AuNWAs葡萄糖生物傳感器對葡萄糖檢測顯示了較高的檢測性能,其靈敏度高達379.0μA·cm-2·mM-1,線性范圍為5-5000μmol/L,檢測極限達0.05μmol/L。傳感器穩(wěn)定性研究結(jié)果顯示,經(jīng)過一個月的保存之后,該葡萄糖生物傳感器仍保留90%的原始電流響應(yīng),顯示傳感器具有較好的穩(wěn)定性。為了克服葡萄糖電化學(xué)

8、生物傳感器對測試溶液中溶氧的依賴,改善葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的電流響應(yīng)以及穩(wěn)定性,以交聯(lián)法制備葡萄糖生物傳感器過程中引入電子介體,將GOx與K3Fe(CN)6共同固定于Au納米線陣列表面與納米線之間。通過在常規(guī)測試環(huán)境和無氧測試環(huán)境中對不同條件下制備的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的電流響應(yīng)對K3Fe(CN)6的引入對生物傳感器性能的作用進行分析,葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)筑過程中引入鐵氰化鉀。一方面K3Fe(CN)6與O2共同作為葡萄糖催化反

9、應(yīng)過程中的電子受體,提高生物傳感器的電流響應(yīng),另一方面,當(dāng)測試溶液中的溶氧濃度不足或受到外界干擾時,K3Fe(CN)6將代替溶氧作為葡萄糖氧化酶催化葡萄糖反應(yīng)過程中的電子受體,保證對葡萄糖檢測的穩(wěn)定性。由于K3Fe(CN)6的引入改變了GOx在Au納米線陣列中存在的微環(huán)境,從而使制備參數(shù)對傳感器性能的影響發(fā)生了較大的改變,在參數(shù)重新優(yōu)化的基礎(chǔ)之上,相對于無電子介體的葡萄糖生物傳感器而言,基于電子介體的葡萄糖電化學(xué)生物傳感的性能獲得極大改

10、善,所制備傳感器的靈敏度高達548.1μA·cm-2·mM-1,線性范圍為2.5-5400μmol/L,其理論檢測極限為0.04μmol/L。與此同時,傳感器具有良好的酶動力學(xué)響應(yīng),其Michaelis-Menten常數(shù)K(sppm)為5.6mM。
   最后將基于Au納米線陣列的葡萄糖生物傳感器與流動注射分析(FIA)技術(shù)相結(jié)合,一方面基于Au納米線陣列的葡萄糖生物傳感器自身具有良好的綜合性能,另一方面,F(xiàn)IA技術(shù)是一種非平衡

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論