论文部分内容阅读
纳米材料由于其特殊的微观结构而具备一系列特殊的物理、化学性质。制备新型纳米材料及复合材料并将其用于高灵敏、高选择性电化学生物传感器的构建越来越受到科学工作者的关注。本文合成了CdSe@CdS量子点、Graphene-CuO、三种不同形貌的CuO、MWNTs-CuO等纳米材料并用于构建新型的电化学传感器,研究葡萄糖在电极上的电催化氧化,研究了传感器的电化学行为。研究结果如下:(1)以葡萄糖氧化酶(GOD)为研究对象,采用多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)和CdSe@CdS量子点复合膜将GOD固定在玻碳电极表面得到MWCNTs-Chit/GOD/CdSe@CdS/GCE。通过循环伏安法对修饰电极进行表征,GOD表现出了一对形态良好且可逆的氧化还原峰;同时还探讨了传感器对葡萄糖的电催化氧化。实验结果表明:传感器对葡萄糖的线性响应范围为1.6×10-4-5.6×10-3M,检测限为2.5×10-5M。(2)采用原位化学合成法制备了Graphene-CuO纳米复合材料,并用TEM、XRD、Raman对其结构和形态进行表征。以Nafion为固定剂将复合材料修饰于玻碳电极(GCE)表面制备了一种新型无酶葡萄糖传感器,并通过电化学测试得到其对葡萄糖检测的线性响应范围为2μM至0.6mM,灵敏度为1480μA mM-1cm-2,检测限为0.29μM (S/N=3),且具有较好的稳定性和选择性。(3)合成了三种不同形貌的CuO(纳米颗粒、纳米片、纳米棒)纳米材料,并将其用于无酶葡萄糖传感器的制备,比较三种纳米材料对葡萄糖的电催化性能,发现颗粒状纳米CuO对葡萄糖的电催化效果最好。这是由于颗粒状的CuO尺寸小、结晶度好,比表面积大、电子转移速率快等优点。(4)采用一步合成法制备了MWNTs-CuO纳米复合材料并用于构筑无酶葡萄糖传感器,通过循环伏安曲线、电流-时间曲线检测该电极电化学特性。检测线性响应范围0.01至0.25mM,灵敏度2714.28μAmM-1cm-2,检测限0.56μM (S/N=3)。