论文部分内容阅读
无酶传感器是利用一些具有生物催化活性的拟酶物质代替酶修饰到电极上构建的传感器,在生物、临床、环境等方面被广泛研究与应用。纳米材料模拟酶是具有拟酶催化效果的新型材料,能够大大提高无酶传感器的灵敏度、稳定性和重复性。本文以过氧化氢(H2O2)和葡萄糖(C6H12O6)为检测对象,以柿单宁-石墨烯-铂/铂-钯纳米粒为拟酶催化材料,构建了两种无酶传感器。进一步以STM32为核心搭建了便携式H2O2检测系统。主要研究内容如下:(1)基于柿单宁-还原氧化石墨烯-铂纳米复合材料(PT-RGO-Pt NPs)的无酶H2O2传感器研究。以PT为成膜材料,抗坏血酸(AA)为还原剂,采用还原法制备PT-RGO-Pt NPs。利用扫描电镜(SEM),红外光谱仪(FT-IR)和紫外-可见光谱(UV-vis),X射线光电子能谱(XPS)等手段对其表征分析。在最佳条件下,PT-RGO-Pt NPs无酶传感器对H2O2具有高效的催化活性。在1.0-100μM范围内,安培响应与H2O2浓度呈良好的线性关系,关系式为y(nA)=43.5518xμM</sub>+207.8149,相关系数为0.9931,检测限为0.26μM,响应时间为3s。此传感器响应速度快,稳定性高,选择性高。(2)基于柿单宁-还原氧化石墨烯-铂-钯纳米复合材料(PT-RGO-Pt-Pd NPs)的无酶H2O2传感器研究。以PT为成膜物质,采用还原法制成PT-RGO-Pt-Pd NPs。利用SEM,FT-IR,UV-vis等手段对其进行表征分析。PT-RGO-Pt-Pd NPs无酶传感器对H2O2进行催化,得到传感器的响应信号在5-100μM范围内与H2O2浓度的线性关系为yμA</sub>=0.99024xμM</sub>+0.10549,相关系数为0.9912,最低检测限为0.059μM。(3)基于PT-RGO-Pt-Pd NPs的无酶葡萄糖传感器研究。通过滴涂法将制备的PT-RGO-Pt-Pd NPs修饰到金电极表面构建无酶葡萄糖传感器。利用PT-RGO-Pt-Pd NPs对葡萄糖的催化,绘制传感器的响应信号与C6H12O6浓度的曲线。结果表明传感器的信号与葡萄糖浓度在0.01-0.4M内的线性曲线为yμA</sub>=1.3046x(M)-0.00186,相关系数为0.99873,最低检测限为1.430μM,有应用于临床血糖检测的潜能。(4)一种便携式H2O2检测系统设计。通过STM32控制驱动电路,为H2O2检测提供可调的电势激励,H2O2在传感器的反应区分解,在电荷转移的过程中产生的微电流通过I/V电路转换成电压,并对此信号进行放大、滤波和显示,搭建了一种便携式H2O2检测系统。