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酶电极是构建生物传感器和生物燃料电池的基本单元,可应用于人造器官、环境监测、生物医学工程等多种领域。目前,酶电极的研究面临着稳定性不高、生物相容性不够等挑战,而选择合适的酶包埋材料及酶包埋方法,则是构建催化性好、稳定性高的酶电极的核心要素。 基于此,本文合成了几种不同结构纳米材料及其复合物,并以此作为电极材料,构筑了酶电极,考察了其电化学性能,具体概述如下: 1.合成具有多维多孔多向形貌的花状钴酸镍纳米材料,基于NiCo2O4/GCE对NADH的催化氧化,在没有任何电子媒介作用的情况下将NADH的起始氧化电位降低到了-0.1V,对NADH检测的灵敏度为4.8μA/mM;将其应用于利用NAD+依赖性脱氢酶的生物传感器,进一步构建的酶电极GDH/NiCo2O4/GCE,对葡萄糖响应迅速灵敏,灵敏度高达13.43μA/mM。 2.制备碳纳米点与金纳米粒子的复合物,基于胆红素氧化酶的直接电子转移,构筑了BOD/CNDs-AuNPs生物燃料电池阴极,得到O2起始还原电位为0.6 V。在与GDH/NiCo2O4/GCE组合构成生物燃料电池后,燃料电池的开路电压(OCV)是0.475 V,最大输出功率(Pmax)是2.8μW cm-2。 3.合成介孔ZnO纳米片材料,基于葡萄糖氧化酶/多孔ZnO纳米片构建了一个直接电子转移型的酶电极Gox/ZnO/GCE。通过一系列的电化学检测,证明该修饰电极对葡萄糖氧化具有良好的催化作用,计算得到葡萄糖的检测限(LOD)是2.8μM,米氏常数(KMapp)是0.208 mM。