碳纳米管负载金属纳米粒子无酶型葡萄糖传感器的研究

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糖尿病是世界性的多发病和常见病,它严重地威胁着人类的健康,是仅次于心血管病和癌症的第三大危险疾病。因此糖尿病的诊断和治疗是全世界生物医学工程界面临的重大课题。酶电极葡萄糖生物传感器是检测葡萄糖浓度最常用的方法之一,但是这种方法其催化活性和稳定性不高,并且受温度、湿度以及pH值的变化影响比较大。因此,寻找新材料、新方法制备电流响应值高的新型葡萄糖传感器非常必要。碳纳米管以其特有的机械强度、高比表面积、快速电子传递效应和化学稳定性,成为各学科领域研究热点之一。近年来碳纳米管因为独特的电子结构使其被广泛地应用于电化学传感器。碳纳米管修饰电极不仅可以提高电子传递速度,而且由于其比表面积大能够作为一种优良的催化剂载体。 本文采用多壁碳纳米管为研究对象,以扩展多壁碳纳米管在化学传感器领域中的应用为目的开展了无酶型葡萄糖传感器的研究。采用液相化学还原法使Pt、PtRu、RuO2、Pt-RuOz纳米粒子负载在碳纳米管上,采用XRD技术考察了复合材料的晶相结构和测定了金属纳米粒子的平均颗粒度,采用TEM技术观察了复合材料的形貌。XRD结果表明:采用本方法制得的催化剂具有极高的分散度和很小的颗粒度。TEM观察发现:金属纳米粒子在多壁碳纳米管载体表面分散非常均匀,颗粒度分布范围小。循环伏安以及安培计时电流测试表明高分散具有较大比表面积的纳米Pt/MWNTs、PtRu/MWNTs、RuO2/MWNTs、Pt-RuO2/MWNTs修饰电极在碱性溶液中对葡萄糖的氧化呈现良好的电催化作用。实验结果表明,这些无酶型葡萄糖传感器响应时间短、灵敏度度高、检测限低等特点。
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