基于碳納米管的電化學生物傳感研究.pdf

1、化學修飾電極是通過化學修飾的方法在電極表面進行分子設(shè)計，將具有優(yōu)良物理/化學性質(zhì)的分子、離子、聚合物固定在電極表面，從而具有某種特定的化學和物理性質(zhì)的一類電極，其應用已涉及到化學、生命科學、醫(yī)學、環(huán)境、食品和軍事等諸多領(lǐng)域。另一方面，碳納米管由于其特殊的納米一維管狀結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的力學、電學和電化學性質(zhì)，在物理、化學、材料學等許多領(lǐng)域具有廣闊的應用前景?；谔技{米管為載體支撐納米顆粒的復合材料成為近年來化學修飾電極的研究熱點之一。同時，摻入

2、雜原子的碳納米管由于其缺陷位置和富氧基團增多，增加了表面反應活性點，使得其電化學活性增強。本文構(gòu)筑了碳納米管/金屬氧化物納米顆粒復合材料修飾電極和硼摻雜碳納米管修飾電極，將其用于生物活性分子的檢測。主要研究工作如下：
　　 (1)通過在碳納米管(CNTs)修飾石墨(PG)電極上用循環(huán)伏安法(CV)電化學沉積氧化鈷納米顆粒(CoOx-NPs)，構(gòu)筑了CNTs/CoOx-NPs納米復合材料修飾電極，用掃描電子顯微鏡(SEM)表征復

3、合材料微觀形貌。用CV研究了PG/CNTs/ CoOx-NPs電極電化學性質(zhì)和其在堿性溶液中對葡萄糖的直接電催化氧化能力。將其用于葡萄糖的非酶檢測，在+0.40V檢測電位下在PG/CNT/ CoOx-NPs電極上得到的葡萄糖的電流響應高于CNT或CoOx-NPs修飾電極。另外，該PG/CNT/CoOx-NPs電極也表現(xiàn)出高靈敏度(3.81mA cm-2 mM-1)，低檢測限(3mM，S/N=3)，寬的線性范圍(6mM～1.2mM)和良好

4、的穩(wěn)定性。該修飾電極對于非酶檢測葡萄糖有著很大的潛力。
　　 (2)將硼摻雜碳納米管(BCNTs)用于構(gòu)筑電流型傳感器。由于硼的摻雜引起的缺陷位置上有大量的邊緣位點和富氧基團，硼摻雜碳納米管(BCNTs)修飾玻碳(GC)電極對H2O2的氧化比未摻雜碳納米管(CNTs)修飾電極表現(xiàn)出更高的電催化活性。以葡萄糖氧化酶(GOD)為模型，在GC/BCNTs電極上采用電化學共聚的方法將GOD包埋于聚鄰氨基酚膜中，構(gòu)建了葡萄糖傳感器。用電

5、化學方法研究該傳感器的性能。在最優(yōu)電位和pH條件下，該傳感器表現(xiàn)出良好的特性，如：高靈敏度(171.2nA mM-1)、低檢測限(3.6mM)、寬線性范圍(至8mM)、短的響應時間(6s內(nèi))、令人滿意的抗干擾能力以及良好的穩(wěn)定性。固定的GOD表觀米氏常數(shù)Kmapp為15.19mM。另外，考查了該酶電極在實際樣品(人血漿)中的應用。
　　 (3)構(gòu)筑了GC/BCNTs電極，用CV法研究了修飾電極的電化學性質(zhì)和對L-半胱氨酸的催化