【摘 要】
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近年来,葡萄糖传感器取得了快速的发展,其中一些传感器已经成功实现了产业化,并且应用在临床对血糖的检测中。光电化学传感器是一种近年来兴起的新型传感器,相较于普通的电化学传感器,光电传感器具有检测背景信号比较低、组装成本较低、灵敏度和特异性比较高、所需仪器设备比较简单的优势。光电传感器在检测小分子有机物、重金属离子、可变价阴离子等方面具有重要的应用。由于酶传感器具有易失活、测试条件苛刻、稳定性差等劣势
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近年来,葡萄糖传感器取得了快速的发展,其中一些传感器已经成功实现了产业化,并且应用在临床对血糖的检测中。光电化学传感器是一种近年来兴起的新型传感器,相较于普通的电化学传感器,光电传感器具有检测背景信号比较低、组装成本较低、灵敏度和特异性比较高、所需仪器设备比较简单的优势。光电传感器在检测小分子有机物、重金属离子、可变价阴离子等方面具有重要的应用。由于酶传感器具有易失活、测试条件苛刻、稳定性差等劣势,因此非酶传感器的研究就显得非常重要。非酶传感器由于不使用酶作为信号响应物质,响应物质采用半导体、金属等材料,和酶传感器相比,它保存时间长,制备方法简单,并且成本低廉,选择性与重现性好,成为开发新型传感器的重要方向。本文将二氧化钛纳米管（TNT）作为基底材料,围绕TNT构建半导体复合物,分别展开了TNT复合物的光电化学和葡萄糖（Glu）传感研究。通过XRD、SEM、EDS等手段表征样品的化学组成和结构特征,利用电化学工作站进行光电化学和Glu传感性能研究。具体实验如下:（1）通过阳极氧化法制备TNT,再用光辅助沉积法沉积Ni OOH和光沉积法沉积Ag粒子对光阳极改性,形成TNT的复合物。Ni OOH作为响应信号物质,复合物对于葡萄糖（Glu）的传感范围为2.5-15μM,响应时间为8 s,灵敏度能够达到1590μA·cm-2·m M-1;Ni OOH和Ag作为响应信号物质,样品对于Glu的传感范围为0.44-15μM,响应时间为18 s,灵敏度能够达到2490μA·cm-2·m M-1,灵敏度相较于没有沉积Ag的样品有了较大的提升。（2）利用CVD法和电沉积法分别将TNT与窄带隙半导体进行复合。通过CVD法制备了TNT/Mo S2,进而通过光沉积和电沉积制备了TNT/Mo S2/Ni OOH/Ag。研究发现TNT/Mo S2/Ni OOH/Ag的光响应电流最大,为0.24 m A·cm-2,相较于TNT(0.16 m A·cm-2)提升了50%。在不加入Ni OOH/Ag的时候,TNT/Mo S2对于Glu的响应不好;TNT/Mo S2/Ni OOH/Ag对于Glu的传感范围为2.2-150μM,响应时间为2.1 s,灵敏度能够达到890.3μA·cm-2·m M-1,这说明窄带隙半导体的存在有助于提高光电流响应,Ni OOH/Ag的存在有助于提升对Glu的响应。另外,采用电沉积的方法制备TNT/Mo Se2复合物,在不加入Ni OOH/Ag的时候,通过I-V测试,能够发现Glu的传感是依靠Glu的催化氧化的来实现的;TNT/Mo Se2对于Glu的传感范围为0.44-90μM,响应时间为4 s,灵敏度能够达到1143.1μA·cm-2·m M-1。（3）分别采用高压水热和低压水热的方法制备TNT/FeOOH复合物,测试发现对于高压水热方法制备的TNT/FeOOH-H,其导电性、Glu的响应特性都比较差;利用低压水热法制备的TNT/FeOOH-L具有良好的Glu响应特性,其对于Glu的传感范围为0.03-120μM,响应时间为1.1 s,灵敏度能够达到1649.7μA·cm-2·m M-1。
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