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随着生活方式的改变,肥胖人数上升、运动量减少,几乎所有的国家出现的最常见的慢性病都包含糖尿病等基础疾病。因此制备出简单、高灵敏度、选择性好及稳定性好的葡萄糖传感器具有重大意义。由于酶葡萄糖传感器稳定性不好且制备工艺复杂,使得无酶葡萄糖传感器的研究受到更加广泛的关注。因纳米材料的特殊性质,用于制备无酶葡萄糖传感器,是当前的研究热点。本文以铜纳米粒子(CuNPs)、钴纳米粒子(CoNPs)、金纳米粒子(AuNPs)和具有多样的生理活性与独特的性质的活性物质二茂铁甲酰谷胱甘肽(Fc-ECG)为材料,分别制备了Fc-ECG/CuNPs/GE、Fc-ECG/CoNPs/GE和Au N Ps/CuNPs/GE葡萄糖传感器。主要研究工作如下:(1)用于葡萄糖检测的无酶传感器Fc-ECG/CuNPs/GE研究:通过i-t法将CuNPs沉积在GE(金电极)上,均匀滴加二茂铁衍生物Fc-ECG在CuNPs/GE上,构建了Fc-ECG/CuNPs/GE电化学传感器。并用SEM和电化学进行表征。在最优化条件下采用DPV(差分脉冲法)检测葡萄糖,得出浓度不同的葡萄糖与峰电流的关系,峰位在0.6V,拟合方程为:I=1.69792+15.35783c,其中,c为Glu的浓度,I为电流值,线性范围为0.4~2.3 mM,R2=0.99196,灵敏度为217.2688μA·mM-1·cm-2,检测限为0.1333 mM。CuNPs与Au结合能增加葡萄糖的催化性,该双金属与电化学性能良好的二茂铁衍生物相结合,利用它们的协同作用,提高了对葡萄糖的电催化氧化性能。葡萄糖的催化机理为:Fc发生氧化反应产生的电子e传给阴极,促使Fc+在阴极上发生还原反应,加入碱性电解质溶液中的葡萄糖(Glu),在阳极上被氧化成葡萄糖酸内酯。(2)用于葡萄糖检测的无酶传感器Fc-ECG/CoNPs/GE研究:利用CV法沉积CoNPs在GE上,在电极CoNPs/GE表面修饰活性物质Fc-ECG。用SEM和电化学进行表征。利用DPV法,对Glu进行检测,峰位在0.3 V左右,将峰电流与葡萄糖浓度进行拟合,所得拟合的方程为:I=-8.65946+26.76856c,线性范围为0.7~4 mM,R2=0.99627,灵敏度为378.6977μA·mM-1·cm-2,检测限0.2333 mM。CoNPs与Au能增加Glu的催化性,该双金属与电化学性能良好的二茂铁衍生物相结合,利用它们的协同作用,提高了对Glu的电催化氧化性能。Glu的催化机理为:Fc发生氧化反应产生的电子e传给阴极,促使Fc+在阴极上发生还原反应,加入碱性电解质溶液中的Glu,在阳极上被氧化成葡萄糖酸内酯。(3)用于葡萄糖检测的无酶传感器双合金AuNPs/CuNPs/GE研究:采用i-t法,在GE上先沉积CuNPs再沉积AuNPs,制备了AuNPs/CuNPs/GE电化学传感器。然后进行SEM、CV和EIS表征。利用i-t法对对浓度不同的Glu检测,得到Glu的浓度与响应电流的线性关系。线性方程为:I=-0.44853+0.05397c,10~17 mM的线性范围,R2=0.99436,灵敏度为763.5193μA·mM-1·cm-2,检测限为3.3333 mM。AuNPs和CuNPs与与金协同催化Glu,Glu的催化机理为:金属氧化反应产生的电子e流向正极,从正极流向电源的负极,然后到达阴极,促使阴极上发生还原反应,Glu在阳极发生氧化反应,生成葡萄糖酸内酯。(4)对于传感器Fc-ECG/CuNPs/GE,线性范围为0.4~2.3 mM,灵敏度为217.2688μA·mM-1·cm-2,检测限为0.1333 mM,用于实际样品检测的回收率在87.39%~107.65%之间,RSD低于6.45%,重复性的RSD为6.44%,稳定性的RSD为4.30%,重现性的RSD为2.23%。对于传感器Fc-ECG/CoNPs/GE,线性范围为0.7~4 mM,灵敏度为378.6977μA·mM-1·cm-2,检测限0.2333 mM,用于实际样品检测的回收率在100.00~106.88%之间,RSD低于1.39%,重复性的RSD为3.16%,稳定性的RSD为2.23%,重现性的RSD为1.84%。对于传感器AuNPs/CuNPs/GE,线性范围为10~17mM,灵敏度为763.5193μA·mM-1·cm-2,检测限为3.3333 mM,用于样品实际检测的回收率在100.09%~102.69%之间,RSD低于0.22%,重复性的RSD为6.89%,稳定性的RSD为2.66%,重现性的RSD为1.34%。传感器AuNPs/CuNPs/GE的范围最宽,传感器Fc-ECG/CuNPs/GE的检测限最低,传感器AuNPs/CuNPs/GE的灵敏度最高。