基于可穿戴的丝网印刷电化学生物传感器的制备及应用

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kelly2003
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糖尿病作为一种长期困扰医学界的一种慢性代谢疾病。目前,对糖尿病的主要检测手段是通过一次性手指采样试纸,长时间,频繁性的创伤诊断会对患者的身体和心理造成严重伤害。人体汗液中含有丰富的代谢物、电解质和少量的大分子物质。人体汗液中含有的这些物质包含了丰富的化学信息,透过这些信息可以了解人体更深层次的生物分子状态以及个人的健康状况。通过对汗液中葡萄糖含量的检测来反应血糖浓度是一种非侵入性的检测方式。基于丝网印刷的可穿戴电化学生物传感器由于制备简单、成本低、可以大规模工业生产等优点受到研究人员的广泛关注。本论文基于丝网印刷电极研究了以下内容:(1)本章实验通过对SPE掩膜版示意图的展示,详细介绍了丝网印刷电极的印刷过程,确定了制备工艺。通过对电极的活化处理,探讨了电极的可逆性,稳定性以及同批次和批间的相对标准偏差。通过循环伏安法(CV)对制备的电极进行电化学性能测试,发现铁氰化钾(K3[Fe(CN6)])能在丝网印刷电极表面进行可逆的氧化还原反应,该电极具备较好的电子传递性能。(2)通过丝网印刷技术制备了一种由SPE/rGO/AuNPs/GOD-CS/Nf复合型工作电极组成的柔性、低成本、修饰过程简单的一次性葡萄糖生物传感器。该传感器具备良好电化学性能,在pH=7.4 0.05 mol·L PBS中对0.01-1.8 mM范围内的葡萄糖具有很好的线性响应(R2=0.998),响应时间约为20 s,灵敏度19.3μA.mmol.L-1.cm-2,最大检测限为10μΜ(S/N=3)。该方法制备的传感器具有良好的选择性和灵敏度为丝网印刷电极的可穿戴性提供了依据。(3)本文利用丝网印刷技术在柔性的PET基底上制备了一种低成本、制备工艺简单的石墨烯-多孔金-普鲁士蓝(rGO/Porous Au/PB)的复合材料的葡萄糖电化学生物传感器。纳米复合材料极大的改善了电极电化学性能,在氧气条件下以低电位对葡萄糖进行检测。最优测试条件下,该传感器具备良好电化学性能,在pH=7.4 0.05 mol·L PBS中对0.0025-1.3 mM范围内的葡萄糖具有很好的线性响应(R2=0.998),响应时间约为15 s,灵敏度15μA.mmol.L-1.cm-2,检测限为2.5μΜ(S/N=3)。并且对汗液中的葡萄糖也具备良好的响应。
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