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本论采用修饰电极技术研究了纳米二氧化硅/纳米金/复合酶电化学传感器对糖类物质(主要是蔗糖和葡萄糖)的电化学催化作用,并对该复合材料修饰电极的各项电极指标进行了探讨。
创新了以蔗糖、葡萄糖为主要目标检测物的电化学生物传感器的制备方法。利用反向微乳法使正硅酸乙酯(TEOS)发生水解、缩聚反应,以制备憎水性纳米二氧化硅溶胶;利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备亲水性纳米金溶胶:并复合这两种纳米溶胶共固定化蔗糖转化酶、葡萄糖变旋酶和葡萄糖氧化酶于PVB基体中,得到纳米二氧化硅/纳米金/复合酶(Nano-SiO2/Nano-Au/Multi-Enzyme)修饰电极,采用循环伏安法对该修饰电极进行电化学表征。实验结果表明,两种纳米粒子作用明显,该修饰电极有较高的灵敏度和具有较好的电化学行为。PVB无水乙醇溶液、纳米二氧化硅溶胶和纳米金溶胶的最佳体积比为20:1:1。蔗糖在纳米二氧化硅/纳米金/复合酶修饰电极上的反应过程受扩散控制,且在一定浓度范围内,其浓度与相应的还原峰电流成线性关系。
以纳米二氧化硅/纳米金/复合酶修饰电极为工作电极,采用计时电流法研究了该修饰电极对蔗糖和葡萄糖的电化学特性,以蔗糖为例探讨了工作电位,底液pH值,温度,酶添加量及其它组分干扰对修饰电极电化学信号的影响。结果显示,本修饰电极的最佳工作条件为工作电位为+0.2V,pH6.5,25℃,酶添加量为15U。修饰电极的响应时间为13s,对蔗糖浓度在0~300mg/L,葡萄糖浓度在0~180mg/L的范围内有良好的线性关系,相关系数分别为0.9989和0.9985。有非常好的抗干扰能力、重复性好,蔗糖测定的平均回收率在98.62%~101.37%之间,相对偏差为2.40%~4.53%。