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葡萄糖是有机体生命过程中的主要营养物质与代谢特征物。血糖浓度作为一项重要的生化指标,用于评估机体的糖代谢能力。近年来,随着全球糖尿病患者数量的急剧增长,糖尿病已成为威胁人类生命健康,影响人们生活质量的第三大疾病。因此,实现对血糖浓度快速准确的实时监测,成为了糖尿病临床诊断与治疗的重要保障。
电化学无酶葡萄糖传感器凭借其灵敏度高、选择性好、分析速度快、操作简单和易于实现微型化的特点,在商业化应用中得到了极大的重视。金属纳米复合材料,集各单一纳米材料的优点于一身,拥有更为突出的导电能力以及更加高效的催化性能。因此,本论文旨在利用不同特性的合金纳米材料,构建具有特定催化性能的无酶葡萄糖传感器,并将其应用于实际样品的分析检测中。本论文主要内容包括以下两个部分:
第一部分:首先通过方波氧化还原法将平面金电极刻蚀成纳米多孔金结构;再利用循环伏安法控制单层铜纳米粒子沉积于纳米多孔金电极表面,从而制得铜金合金纳米粒子修饰的无酶葡萄糖传感器。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪以及能谱对样品的形貌、结构和价态进行表征。
结果表明,铜纳米颗粒以单层形式均匀地分散在3D多孔金结构表面,电极表面的主要成分为Au0,Cu0以及CuO。在最优条件下考察其对葡萄糖的检测性能,结果显示在0.5μM-7.776mM范围内,该传感器的响应电流与葡萄糖浓度呈良好的线性关系,线性相关系数r=0.9983,检测限为0.0984μM(S/N=3),灵敏度为1133.18μA mM-1cm-2,干扰实验的结果表明所构建的传感器能够很好抵抗人体血液中可能存在的干扰物质的干扰。将其应用于实际血样的检测中,结果令人满意。
第二部分:通过循环伏安法在经方波氧化还原法刻蚀而成的纳米多孔金电极表面沉积镍纳米粒子单层,构建了基于镍金合金纳米粒子修饰的无酶葡萄糖传感器。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪以及能谱对样品的形貌、结构和价态进行了表征。
结果表明,镍纳米颗粒均匀地分散在3D多孔结构表面,形成单层结构,其主由Au0,Ni0以及NiO组成。在最优的实验条件下,葡萄糖浓度与检测响应信号在1μM-7.776mM范围内呈良好的线性关系,线性相关系数r=0.9938,检测限为0.9000μM(S/N=3),灵敏度为1140.127μA mM-1cm-2。干扰实验的结果表明所构建的传感器具有较强的选择特异性。应用于实际样品的检测,结果同样令人满意。
电化学无酶葡萄糖传感器凭借其灵敏度高、选择性好、分析速度快、操作简单和易于实现微型化的特点,在商业化应用中得到了极大的重视。金属纳米复合材料,集各单一纳米材料的优点于一身,拥有更为突出的导电能力以及更加高效的催化性能。因此,本论文旨在利用不同特性的合金纳米材料,构建具有特定催化性能的无酶葡萄糖传感器,并将其应用于实际样品的分析检测中。本论文主要内容包括以下两个部分:
第一部分:首先通过方波氧化还原法将平面金电极刻蚀成纳米多孔金结构;再利用循环伏安法控制单层铜纳米粒子沉积于纳米多孔金电极表面,从而制得铜金合金纳米粒子修饰的无酶葡萄糖传感器。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪以及能谱对样品的形貌、结构和价态进行表征。
结果表明,铜纳米颗粒以单层形式均匀地分散在3D多孔金结构表面,电极表面的主要成分为Au0,Cu0以及CuO。在最优条件下考察其对葡萄糖的检测性能,结果显示在0.5μM-7.776mM范围内,该传感器的响应电流与葡萄糖浓度呈良好的线性关系,线性相关系数r=0.9983,检测限为0.0984μM(S/N=3),灵敏度为1133.18μA mM-1cm-2,干扰实验的结果表明所构建的传感器能够很好抵抗人体血液中可能存在的干扰物质的干扰。将其应用于实际血样的检测中,结果令人满意。
第二部分:通过循环伏安法在经方波氧化还原法刻蚀而成的纳米多孔金电极表面沉积镍纳米粒子单层,构建了基于镍金合金纳米粒子修饰的无酶葡萄糖传感器。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪以及能谱对样品的形貌、结构和价态进行了表征。
结果表明,镍纳米颗粒均匀地分散在3D多孔结构表面,形成单层结构,其主由Au0,Ni0以及NiO组成。在最优的实验条件下,葡萄糖浓度与检测响应信号在1μM-7.776mM范围内呈良好的线性关系,线性相关系数r=0.9938,检测限为0.9000μM(S/N=3),灵敏度为1140.127μA mM-1cm-2。干扰实验的结果表明所构建的传感器具有较强的选择特异性。应用于实际样品的检测,结果同样令人满意。