一步电化学还原氧化石墨烯-壳聚糖复合膜固定的辣根过氧化物酶的直接电化学及对过氧化氢的传感检测

为构筑出一种新的辣根过氧化物酶(HRP)第三代电化学生物传感器并将其用于H_2O_2的有效检测,采用循环伏安法将滴涂于玻碳电极(GCE)表面的壳聚糖(CS)-氧化石墨烯(GO)复合膜一步还原成壳聚糖(CS)-电化学还原氧化石墨烯(ErGO)复合膜,然后结合一层CS-辣根过氧化物酶(HRP)复合物,制备出CS-HRP/CS-ErGO/GCE,其中内层CS用于吸附HRP,外层CS用于阻止HRP泄漏。利用复合膜中Er GO良好的导电性和电催化性能,实现HRP与电极表面的直接电子转移。此外,CS/CS-ErGO还为HRP提供一个生物相容性微环境,使得修饰在电极上的HRP能保持其生物活性。结果表明:该修饰电极在空白磷酸盐缓冲液(PBS)溶液中出现一对氧化还原峰,式量电位为-0.11 V(vs.Ag/Ag Cl),说明包埋在CS/CS-ErGO膜中的HRP与玻碳电极之间发生了直接电化学行为。此外,该修饰电极对H_2O_2的还原具有电催化作用,能快速、灵敏地响应H_2O_2的浓度变化,其线性范围为1.0×10~(-5)~7.0×10~(-4)mol/L,检测限为3.0×10~(-6)mol/L(3S/N)。该传感器具有制备方法简单、成本低廉且稳定性良好的特点。     

一种过氧化氢无酶传感器的构建及性能研究

利用电化学方法将铂纳米粒子(PtNP)和普鲁士蓝(PB)固定到多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的玻碳电极(GCE)表面,成功构建了一种过氧化氢(H_2O_2)无酶电化学传感器.实验结果表明,在工作电位为-0.05V时,所制备的传感器对H_2O_2具有优良的电催化还原能力,响应时间小于5s,这主要归因于PB,PtNP和MWCNTs三者的协同作用.在5~4 205μmol/L范围内H_2O_2的还原电流与其浓度呈线性关系,灵敏度为758μA/(mmol·L-1·cm2),检测限为0.30μmol/L(S/N=3).此外,该传感器还具有优良的选择性、稳定性和重现性.     

纳米TiO2膜阴极电催化合成丁二酸的研究

采用电化学合成前驱体直接水解法制备纳米TiO2膜修饰电极,通过循环伏安法研究了纳米TiO2膜电极的电化学行为,并使用纳米TiO2膜电极作为阴极在三室离子膜电解槽中电解还原顺丁烯二酸 (cis-butenedioic acid)合成丁二酸(butanedioic acid), 探索了影响电合成丁二酸电流效率的主要因素. 结果表明,纳米TiO2膜电极具有异相电催化行为,纳米膜中的TiⅣ/TiⅢ氧化还原电对作为媒质间接电还原顺丁烯二酸为丁二酸, 电合成丁二酸的一次结晶产品纯度高、电解副反应少、收率和电流效率高,控制阴极电位-0.6 V (vs. SCE), 电流密度6 A/dm2,电解液为1.0 mol/L顺丁烯二酸 1.0 mol/L硫酸溶液, 电流效率达到88%以上.     

2,3,16,17-四羧基酞菁钴对氧还原的电催化作用

用循环伏安法及旋转圆盘-环电极研究了2,3,16,17-四羧基酞菁钴(CoTCPc)在溶液中及CoTCPc/GC修饰电极上对O_2还原的电催化作用。实验结果表明,CoTCPc对O_2电还原有明显的催化作用。在Co(Ⅱ)TCPc还原为Co(Ⅰ)TCPc的第一个峰电势附近,O_2在CoTCPc/GC修饰电极上定量地还原为H_2O_2,在稍负的第二个峰电势附近,有H_2O_2还原产生H_2O的过程发生。本文并对CoTCPc对O_2还原电催化过程的机理进行了讨论。     

氧化石墨烯修饰玻碳电极测定尼美舒利的研究

研究了尼美舒利在氧化石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为及测定.结果表明,在0.25 mol/LNaH2PO4-Na2HPO4 (pH 6.6)缓冲液中,修饰电极对尼美舒利有明显的电催化和增敏作用,还原峰电位由-0.70 V(裸电极)正移到-0.568 V(vs.AgCl/Ag)(修饰电极),峰电位正移132mV,灵敏度增加约7倍.其还原峰电流与尼美舒利浓度在4.86×10-7～9.72×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.24×10-7 mol/L.修饰电极有良好的选择性、稳定性和重现性,可以用于尼美舒利实际样品含量的测定.     

基于金纳米棒/多壁碳纳米管-壳聚糖复合膜电极的肌红蛋白直接电化学和电催化研究

采用金纳米棒(AuNRs)/多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)复合膜促进肌红蛋白在电极上的直接电子转移,并用于构建H2O2生物传感器.首先将金纳米棒固定到玻碳电极表面,然后把MWCNTs-Chit分散溶液和肌红蛋白(Mb)固载到玻碳电极上,得到MWCNTs-Chit/Mb/AuNRs复合膜电极.通过循环伏安法对膜电极进行表征,在pH=7.0磷酸缓冲溶液中,Mb表现出一对峰形良好且可逆的氧化还原峰,其中氧化峰和还原峰电位分别为-0.291 V、-0.235 V,式电位(Eθ’)为-0.263 V.与此同时还探讨了修饰电极的电催化活性,结果表明其对H2O2具有良好的电催化还原作用,可作为检测H2O2的生物传感器.传感器对H2O2的米氏常数为0.0494 mM,线性范围为5.0×10-5～5.0×10-3M(R=0.986 7,n=10),检测限为3.2×10-6M(信噪比为3).     

纳米钯/石墨烯-辣根过氧化物酶修饰电极的制备与性能

以离子液体修饰碳糊电极(CILE)作为基底电极,将纳米钯-石墨烯(Pd-GR)复合材料和辣根过氧化物酶(HRP)分层涂布在电极上后用Nafion膜固定,制备了修饰电极(Nafion/HRP/PdGR/CILE).光谱法证明HRP在膜中结构没有发生变化.循环伏安扫描出现一对峰形良好的电化学氧化还原峰,表明HRP与电极之间的直接电子转移得以实现,Pd-GR复合材料的高导电性有利于加快电子传递速率.该HRP修饰电极对三氯乙酸的电催化还原有较好的效果.     

紫外光催化一步合成Au-[C12min][Br]纳米复合物及其对血红蛋白直接电化学行为的研究

采用紫外光照射法在咪唑类离子液体[C12min][Br]中一步合成了Au-[C12min][Br]纳米复合物,将该纳米复合物固定牛血红蛋白(Hb)后修饰于玻碳(GC)电极表面构成Hb/Au-[C12min][Br]/GC修饰电极。电化学研究表明,Hb在Au-[C12min][Br]纳米复合物膜上发生了准可逆的电极反应,氧化峰电位(Epa)和还原峰电位(Epc)分别为-0.253V和-0.335V。Au-[C12min][Br]纳米复合物对Hb的直接电子转移有很好的促进作用,表现出良好的电化学活性。Hb/Au-[C12min][Br]/GC对H2O2有较好的电催化能力,对进一步研究H2O2传感器具有重要意义。     

纳米金修饰玻碳电极测定对苯二酚

采用恒电位沉积方法,在玻碳电极表面将氯金酸直接还原,制备对对苯二酚具有电催化氧化作用的纳米金修饰电极.在优化的实验条件下,对苯二酚在该修饰电极上发生一可逆的氧化还原反应,氧化电位大大降低,峰电流显著增大,氧化峰电流与对苯二酚浓度在4.0×10-6~3.2×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,i=11.398c 7.587 3,相关系数为r=0.997,检出限(3σ)为1.02×10-6mol/L.该电极制备简单,响应快,使用方便,并可用于对苯二酚的样品检测.     

固定在Chit-SWCNTs-AuNRs膜中血红蛋白的直接电化学和电催化研究

用Chit-SWCNTs/AuNRs复合膜将血红蛋白固定在电极的表面做H2O2生物传感器,研究其直接电子转移和电催化性能.在0.1 mol·L-1pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中,该复合膜电极有一对形态良好而且可逆的氧化还原峰,式电位为-0.313 V.电极上血红蛋白的表面覆盖度为(1.36±0.2)×10-9 mol·cm-2,由Laviron’s方程计算的该复合膜的表观异相电子转移速率常数为1.95 s-1.由复合膜电极对H 2O2的电催化还原,得到表观米氏常数为2.47×10-5 mol·L-1,说明复合膜电极对H 2O2有很好的亲和性.另外,该传感器对H 2O2响应迅速,有很好的稳定性和重现性.     

辣根过氧化物酶修饰电极的电化学研究

制备了考马斯亮蓝和多壁碳纳米管混合物修饰玻碳电极（CBB G-250/MWNT/GC）,考察了固定在该修饰电极上的辣根过氧化物酶的电子转移情况。结果表明,辣根过氧化物酶在该电极上实现了稳定的直接电子转移反应,循环伏安图上出现了一对对称性良好的氧化还原峰。直接电子转移反应的表观速率常数k_s=4.68s^-1,式量电位E^0′几乎不随扫速（至少在20～270mV/s的扫速范围内）而变化,平均值为（-0.333±0.002）V（参比Ag/AgCl pH 7.0）。式量电位和pH的良好的线性关系表明该修饰电极上辣根过氧化物酶的直接电化学反应是有质子参与的。实验结果还证实了该修饰电极上酶对底物H₂O₂有良好的电催化活性。该方法可为生物传感器和生物燃料电池酶电极的制备提供基础数据。     

细胞色素c在硅基有序介孔材料SBA-15上直接电化学行为

用水热法合成了硅基有序介孔分子材料SBA-15,研究了细胞色c(Cyt c)在SBA-15修饰玻碳(GC)电极表面的直接电化学行为.结果表明,在pH 7.0磷酸缓冲溶液中(PBS),细胞色素c在SBA-15修饰电极表面表现出一对准可逆的氧化还原峰,电位差ΔE为87 mV,式电位E0′为0.275 V,峰电流的大小与循环伏安扫描速度成正比,说明细胞色素c在电极表面过程是受表面控制.固定在电极上的细胞色素c能促进过氧化氢的催化还原,显示出较高的亲和力,为过氧化氢传感器的研制提供理论依据.     

芦丁修饰玻碳电极对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的电催化氧化

研究了芦丁修饰电极的制备、电化学性质及其对NADH的电催化作用.修饰电极在0.1mol/L磷酸缓冲溶液中(pH 7.0)于0.0- 0.50 V电位范围内呈现一对氧化还原峰,其式量电位(E0′)为 0.305V.在pH 5.0-8.0范围内,其式量电位随pH值变化的斜率为-56.95 mV/pH.电极反应为2电子伴随着2个质子参与的过程,表观电极反应速率常数(ks)为18 s-1.该修饰电极对NADH具有很好的催化氧化作用.NADH浓度在0.1-5.0 m mol/L范围内其浓度与峰电流呈现良好的线性关系.     

两层 CPO 修饰电极的制备及其应用

电化学方法制备聚L－赖氨酸膜（PLL）修饰的玻碳电极上固定氯过氧化物酶,利用循环伏安法研究了修饰电极的电化学行为．修饰一层和两层的CPO修饰电极上均观察到CPO直接可逆的电子传递,其中,修饰两层CPO的电极（CPO／PLL）2／GC的氧化还原峰电流较为明显;氧气饱和的缓冲溶液中的循环伏安曲线显示,（CPO／PLL）2／GC电极上氧的还原峰电流显著增大,且还原峰电位相对于修饰一层CPO的电极正移了150mV,表明修饰两层CPO的电极对氧还原具有更好的电催化效应．（CPO／PLL）2／GC修饰电极应用于原位产生过氧化氢催化苯甲硫醚的反应,得到了目标产物苯甲亚砜,产物的量随电解催化反应时间的增加而增大．实验结果为开发环保、绿色的生物酶催化有机合成反应提供了新思路．     

基于空壳钯和纳米金修饰的过氧化氢无酶传感器的研究

制备并表征了空壳钯纳米粒子,将空壳钯纳米粒子和金纳米粒子修饰在玻碳电极(GC)表面,构建了新型的过氧化氢无酶传感器.通过循环伏安等电化学方法研究了修饰电极的电化学特性,结果表明:Pd/AuNPs/GC对过氧化氢(H2O2)的电极反应具有催化作用,空壳钯和纳米金在催化过氧化氢还原过程中表现出了良好的协同作用.过氧化氢的浓度在2216μmol/L(R=0.9993)范围内,与修饰电极的电流之间呈现出良好的线性关系,检测限为0.2μmol/L(S/N=3).该传感器具有较好的稳定性、重现性、抗干扰性.     

聚谷氨酸修饰碳糊电极的制备及其对铜离子的测定

 制备了聚谷氨酸修饰碳糊电极,通过循环伏安法和交流阻抗法研究了K₄Fe(CN)₆/K₃Fe(CN)₆在修饰电极上的电化学行为,结果显示碳糊电极修饰聚谷氨酸后,K₄Fe(CN)₆/K₃Fe(CN)₆的氧化还原峰电流变大、交流阻抗变小.采用阳极溶出伏安法将所修饰碳糊电极用于铜离子的检测,在pH=4.50的醋酸-醋酸钠缓冲液中,于-0.20 V 电位下将Cu²⁺还原富集后再进行阳极氧化扫描,在0.14 V处获得一灵敏的铜的溶出峰,峰电流与铜浓度在1.57×10^-8~1.57×10^-5 mol/L的范围内呈良好的线性关系,最低检测限为5.00×10^-9 mol/L.制备的聚谷氨酸修饰碳糊电极成功用于铜离子的测定.     

硫代硫酸钠在10-甲基吩噻嗪修饰碳糊电极上的电催化氧化及电分析方法

运用循环伏安法（Cyclic Voltammetry,CV）研究了硫代硫酸钠（Sodium Thiosulfate,ST）在10-甲基吩噻嗪修饰碳糊电极（10-Methylphenothiazine,MPT/CPE）上的电催化氧化行为.结果表明,ST在裸碳糊电极（Carbon Paste Electrode,CPE）上的直接电化学氧化过程十分迟缓,但在MPT/CPE上于0.572 V处出现一不可逆氧化峰,氧化峰电流大幅度增大,表明MPT/CPE对ST电化学氧化有显著的催化作用.同时测定了ST在MPT/CPE上的电极过程动力学参数,即电荷传递系数α=0.62,电催化氧化反应速率常数k=（2.92±0.06）×102（mol/L）-1.s-1.用微分脉冲伏安法（Differtial Pulse Voltam-metry,DPV）测得ST催化氧化反应峰电流与其浓度在2.0×10-4-1.0×10-2mol/L范围内呈良好的线性关系,线性回归方程Ipa（μA）=16.458c（10-3mol/L）＋8.835,R=0.999 4,检测限为6.7×10-5mol/L.对市售ST注射剂含量进行了电化学定量测定,所得结果令人满意。     

基于L-半胱氨酸/纳米金固定酶的过氧化氢生物传感器

将L-半胱氨酸电聚合于金电极表面,通过静电作用和共价结合,吸附带负电荷的纳米金(nano-Au),最后再利用纳米金吸附固定过氧化物酶(HRP),制备了一种新型层层自组装的电流型过氧化氢(H2O2)传感器.采用交流阻抗和计时电流法对该传感器的性能进行了详细研究.实验表明,该传感器增加了酶的吸附量,响应快、稳定性好,对H2O2表现出良好的响应特性.在0.1 mol/L PBS(pH值6.5)缓冲溶液中,电位为0.3 V的实验条件下,该传感器对H2O2检测范围为3.5×10-6～5.9×10-3 mol/L,检测下限为9.6×10-7 mol/L(S/N=3).     

酪氨酸酶和漆酶的直接电化学研究

首次报道了吸附在活性炭表面的酪氨酸酶(Tyr)和漆酶(Lac)能进行准可逆的直接电化学反应，并保持对氧还原的电催化作用．本文所用的固定酶的方法具有简单、易于操作和酶活性保持良好等优点，可用于研究氧化还原蛋白质和酶的直接电化学和用于制备生物燃料电池的催化剂．     

电化学方法制备石墨烯修饰电极在亚硝酸根检测中的应用

采用循环伏安法直接制备了石墨烯修饰玻碳电极并对其进行了表征,研究了亚硝酸根在石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为.研究结果表明:石墨烯修饰电极对亚硝酸根的氧化有良好的电催化活性,在0.10 mol·L-1PBS缓冲液(pH值为7.0)中动态安培法检测亚硝酸根的线性范围为2.69×10-6～8.13×10-4 mol·L-1和8.13×10-4～8.56×10-3 mol·L-1,灵敏度分别为42.68和10.91 μA·(mmol·L-1)-1,检出限为8.68×10-7mol·L-1(3sb).利用该方法测定了土壤样中亚硝酸根的含量,结果令人满意.