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葡萄糖是动植物体内主要的碳水化合物,在食品分析中其定量测定具有重要价值;同样葡萄糖作为人体疾病及身体状况的重要指标,其测定对于糖代谢及糖尿病的鉴定具有重要的意义。生物传感器由于其高选择性、高灵敏性、直接分析样品等优点而在医疗、食品分析和控制方面得到了广泛应用,生物传感器领域中商品化最早、研究最多的传感器无疑是葡萄糖生物传感器。
葡萄糖生物传感器发展至今,已发展到第三代生物传感器,即基于电子直接传递的生物传感器。对于葡萄糖传感器中最普及的葡萄糖氧化酶传感器来说,如何修饰酶结构或者电极表面使得酶活性中心与电极之间能够实现电子的直接传递,对于葡萄糖生物传感器的制备及发展至关重要。
碳纳米管(CNTs)具有可观的比表面积、特殊的微观结构,并且具有良好的导电导热性能、优良的机械力学性能和化学稳定性,还具有促进电子传递的作用,在电极材料方面得到了广泛地应用;二氧化钛比表面积大、表面活性强,具有稳定的结构及理化性质,二氧化钛凝胶生物兼容性较高,可用于生物活性分子的包埋固定。本论文设计碳纳米管与二氧化钛共同修饰电极并构建葡萄糖氧化酶传感器,研究优化酶在电极表面的直接电子传递及传感器性能。研究制备的葡萄糖氧化酶电极具有较高的灵敏度,对葡萄糖响应较快,有望应用于实际样品中的葡萄糖检测。该研究为生物传感器和生物燃料电池的研究与开发提供了新的方法和技术。