层层累积技术制备基于纳米碳管的葡萄糖生物传感器

以多壁纳米碳管(MWCNTs)为电子媒介体和酶的吸附载体,利用层层累积的自组装技术固定葡萄糖氧化酶(GOx)的多层(MWCNTs/GOx)n复合薄膜修饰电极,制备了一种新型葡萄糖生物传感器。结果表明:传感器对葡萄糖的响应电流值随着MWCNTs/GOx复合薄膜层数的不同而变化,当MWCNTs/GOx复合薄膜的层数为6时,响应电流值达到最大。(MWCNTs/GOx)6复合薄膜修饰的葡萄糖生物传感器对3×10-2mol/L葡萄糖的响应电流为1.63μA,响应时间仅为6.7 s。该生物传感器检测的线性范围为5×10-4~1.5×10-2mol/L,最低检测浓度可达0.9×10-4mol/L。     

萘酚绿为电子媒介体金纳米颗粒修饰的葡萄糖生物传感器

报道了一种制作新型电流型葡萄糖传感器的方法 .用金纳米颗粒吸附葡萄糖氧化酶 ,采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为辅助固酶膜基质将其固定在铂金电极的表面 .在待测的葡萄糖溶液中加入萘酚绿作为电子媒介体 ,制成葡萄糖生物传感器 .酶吸附在纳米金表面上稳定且仍能保持其生物活性 ;而电子媒介体的存在 ,显著提高了传感器的响应灵敏度 .线形范围在 5 0× 10 -5～ 5 0× 10 -2 mol/L ,检测下限为 2 5× 10 -5mol/L(信噪比为 3) .用该生物传感器测定了人体血清中的葡萄糖 .尿酸、抗坏血酸等对测定无干扰 .     

基于金纳米的第3代平面型葡萄糖传感器的研究

在制备亲水金纳米颗粒的基础上，与明胶一起固定葡萄糖氧化酶（GOD），制得具有纳米增强效应的葡萄糖传感器。实验表明：纳米颗粒能够大幅度地提高固定酶的催化活性，提高响应灵敏度，且电极响应迅速，一般在5s之内就能测得稳定的电流响应值。讨论了纳米颗粒在酶固定化及其对葡萄糖响应中所起的作用，为基于直接电子传递的第3代生物传感器折研制和开发、以及扩展纳米颗粒的应用领域提供了技术参考信息。     

CdS纳米颗粒掺杂对ZnO气敏性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CdS-ZnO复合纳米颗粒,通过把纳米颗粒旋涂在叉枝Au电极上,制得传感器元件来研究CdS纳米颗粒掺杂对ZnO气敏性能的影响.利用X射线衍射研究了CdS-ZnO纳米颗粒的相结构,研究表明当CdS含量为1%与3%时,ZnO纳米颗粒的结晶度相对较好.透射电镜研究表明:CdS掺杂后,ZnO颗粒仍处在纳米尺度范围,大小约为10 nm,同时小的纳米颗粒容易团聚在一起,形成大小约为200 nm的纳米球.通过对CdS-ZnO纳米颗粒传感器气敏性能的系统研究,发现当CdS纳米颗粒的含量为3%时,传感器在室温下对NH3气体的灵敏度和选择性较好,且重复性较好.最后初步讨论了CdS掺杂的ZnO气体传感器与NH3气体相互作用的气敏机理.     

基于MEMS的多参数传感器与检测系统设计

基于电化学电流检测原理,利用微机电系统(MEMS)技术、电极表面修饰技术以及酶固定化技术,制备了纳米颗粒增强的多参数生物传感器。采用恒电位微电流检测方法,设计制作了配合该系列传感器的多参数检测系统。以葡萄糖参数为例,验证了检测系统的性能,结果表明,该系统与传统电化学工作站测得的数据相比较,在0.5-22mmol/L范围内,相关系数达0.9943。     

Ag/ZnO多孔网络结构乙醇气体传感器

采用一步水溶液法在带有银电极的Al_2O_3陶瓷片上合成了ZnO纳米片网络结构.400℃退火30 min后,纳米片变为由纳米颗粒组成的多孔结构,形成ZnO多孔网络结构.利用光还原法成功负载Ag纳米颗粒,合成了Ag/ZnO多孔网络复合结构.利用静态配气法测试ZnO和Ag/ZnO多孔网络结构传感器的气敏性质,两种传感器的最佳工作温度分别为350℃和250℃,对体积分数为50×10~(-6)的乙醇的灵敏度分别为14.0和20.3.结果表明,Ag负载不仅提高了ZnO多孔网络结构传感器的灵敏度,而且降低了传感器的最佳工作温度.     

基于电沉积石墨烯/普鲁士蓝/壳聚糖复合薄膜的葡萄糖生物传感器（英文）

在玻碳电极表面通过三步电沉积法制备了石墨烯/普鲁士蓝/壳聚糖复合薄膜葡萄糖生物传感器.通过循环伏安法将氧化石墨烯电化学还原,在电极表面直接得到石墨烯纳米层,在石墨烯纳米层上成功电沉积得到普鲁士蓝纳米粒子和葡萄糖氧化酶-壳聚糖复合薄膜,制备的修饰电极通过电化学方法以及扫描电镜分析了其性能与结构.在最优条件下,该生物传感器表现出了灵敏度高(50.29 mA·L·mol~(-1)·cm~(-2))、检测限低(12μmol·L~(-1))、响应时间短(3 s)等特点.电极响应电流与葡萄糖溶液浓度在0.02～10 mmol·L~(-1)范围内具有较好的线性关系.此外,在对人体血清样本的检测中,该传感器同样表现出优异的性能,对血清中常见物质具有较强的抗干扰能力.     

纳微米双相颗粒增强陶瓷基复合材料力学性能的数值模拟

以包晶型(纳米颗粒包围微米颗粒)和内晶型(纳米颗粒嵌于微米颗粒中)2种分布状态的特征体积单元为研究对象,利用整体-局部均质化方法从数值分析的角度计算了复相陶瓷材料中纳米颗粒与微米颗粒的排列方式、体积比、粒径比、界面特征等纳微观结构特性对纳微米颗粒增强陶瓷基复合材料有效弹性模量的影响。结果表明纳微米颗粒呈包晶型分布状态时,随体积百分比的增加,有效模量增大较为显著;与矩形特征体积单元相比,六边形情况估算有效弹性模量偏高;纳微米颗粒粒径比越小,颗粒分布越均匀,有效弹性模量越大;微观颗粒与基体间的界面损伤比纳观颗粒与基体的界面损伤更易于导致材料的有效刚度降低。从晶粒细化特征及显微结构等因素解释合理的纳微观复相颗粒分布对陶瓷基复合材料的有效弹性模量的改善效应。     

铂纳米颗粒/石墨烯功能化的场效应晶体管生物传感器高灵敏检测前列腺癌

构建了功能化的石墨烯场效应晶体管生物传感器,特异性高灵敏检测前列腺癌标志物miRNA-141.采用微纳加工技术构建场效应晶体管(field effect transistor, FET)芯片,利用化学还原法得到电学性能良好的还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide, RGO),滴涂法层积在芯片源漏电极间形成传感沟道,并在RGO界面沉积金属铂纳米颗粒,利用Pt-S键固定DNA探针,特异性检测miRNA-141.该生物传感器对疾病标志物的响应迅速,检测限可低至10 fmol/L,具有良好的选择性和重复性.     

基于二茂铁/纳米金修饰碳糊电极的葡萄糖生物传感器

在碳糊电极上利用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶,并用金纳米颗粒进行修饰,二茂铁作为电子传递介质,制作用于测量人体血浆中葡萄糖的生物传感器。实验结果表明:制得的葡萄糖传感器的响应时间仅为3 s,线性测量范围为3.4~17.7 mmol/L,通过金纳米颗粒的修饰,增大了检测的线性范围,提高了传感器的灵敏度,葡萄糖传感器的灵敏度从42.48μA/(mol.L-1)提高到1.157 6 mA/(mol.L-1)。     

含有Ag颗粒的高灵敏度葡萄糖氧化酶电极的研制

研制了含有ｎｍ级Ａｇ颗粒的葡萄糖氧化酶电极。结果表明，该电极具有很大的响应电流，在相同的条件下，其响应电流比文献所报导的含有Ａｕ或ＳｉＯ２的酶电极响应流大。     

金胶/碳球复合纳米材料的制备及表征

通过微波水热法,以葡萄糖水溶液为原料,制备了单分散的溶胶碳球,用自组装方法把金胶纳米粒子修饰在碳球表面合成了金胶/碳球纳米复合材料。通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱及循环伏安等技术对最终产物的形貌、组成和光学性质进行了表征。由于所得到的金胶/碳球复合材料具有很好的化学稳定性与无毒性,同时金胶纳米粒子具有生物相容性,该复合材料可作为载体材料应用于生物分析。     

纳米CuO/TiO2的光催化降解及其应用

利用水热法制备了掺杂铜离子的纳米TiO₂粉体，并利用XRD和TEM对其进行了表征。通过对罗丹明6G 溶液光催化降解反应，研究了固定化纳米CuO/TiO₂粉体的光催化性质。实验表明，固定化纳米CuO/TiO₂粉体的光催化性高于固定化纳米TiO₂粉体。其机理是铜离子掺杂后提高了TiO₂对氧的吸附能力，减少了纳米粒子表面光生电子与光生空穴的复合，从而加速了光降解反应。另外，将其用于污水处理中取得了满意的结果。     

纤维素固定化葡萄糖氧化酶的研究

用高碘酸钠（NaIO4)溶液将棉纤维素氧化成氧化纤维素,并将其作为载体使葡萄糖氧化酶能够固定化。考察了溶液的pH值、氧化时间、温度和氧化剂浓度等氧化条件对氧化纤维素醛基含量的影响,优化了氧化条件,研究了固定化葡萄糖氧化酶的活性,借助傅里叶红外光谱和酸－碱滴定法等手段,探讨了葡萄糖氧化酶的固定化机理。研究结果表明,纤维素固定化葡萄糖氧化酶具有较高的生物活性。     

One-step and high-density protein immobilization on epoxysilane-modified silica nanoparticles

Silica nanoparticles are most commonly modified with amino-silanes, followed by post-modification activation for protein immobilization. In this work, epoxy-functionalized silica nanoparticles were prepared by modification with glycidyloxypropyl trimethoxysilane （GPTMS） for direct protein immobilization. Silica nanoparticles possessed an average size of 46 nm, but increased to 63 nm after GPTMS modification. Reaction time, reaction temperature and GPTMS content had no significant effect on par- ticle size. Zeta potential of SiO2 changed from -26mV to ＋38mV after modification. Fourier-transformed infrared spectroscopy revealed alkyl C--H bending and stretching bands at 2944 cm-1, 1343 cm-1 and 1465 cm-1, respectively, for the modified nanoparticles. Fluorescein cadaverine was found to bind to GPTMS-modified SiO2, but not to bare SiO2, indicating the chemical reactivity of epoxy groups on the modified nanoparticle with amines. Finally, fluorescenUy labeled bovine serum albumin （BSA） was used as a model protein to investigate the capacity of epoxy-SiO2 nanoparticles for protein immobilization. The results showed that more proteins were immobilized on the particle with longer reaction time, higher NaCI concentration, lower pH, and less GPTMS content. More importantly, proteins bound to epoxy-SiO2 nanoparticle were highly stable. Under optimized reaction conditions, as much as 25 mg BSA/g nanoparticle was covalentiy attached to the nanoparticle. The epoxy silane modification of silica nanoparticles offers a reactive surface for one-step and high-density protein immobilization.     

Immobilization of hemoglobin on platinum nanoparticles-modified glassy carbon electrode for H<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>2</Subscript> sensing

This work described an amperometric hydrogen peroxide (H2O2) biosensor based on immobilization of hemoglobin (Hb) on a glassy carbon (GC) electrode modified by platinum nanoparticles, which was prepared by an in situ chemical reductive growth method. The electrochemical impedance measurements confirmed that the Hb was immobilized on the platinum nanoparticles-modified glassy carbon surface and has a synergistic effect with platinum nanoparti-cles in improving the catalytic reduction of H2O2. The Hb immobili...     

聚合膜固定葡萄糖氧化酶及酶活性分析

采用电化学石英晶振阻抗分析法,测定了中性缓冲溶液中葡萄糖氧化酶在去甲肾上腺素电氧化聚合膜中固定化酶的量;并结合安培法,定量检测了固定化酶(ESAi)和游离酶(ESAn)的比活性以及固定化酶相对于游离酶的酶相对比活性(ERA)。另外,采用扫描电化学显微镜(SECM)监测了酶电极检测电位下"泄漏"H2O2的氧化电流,并分析该泄漏电流的存在可能是引起酶电极ERA偏低的重要原因。     

分子筛固定化葡萄糖淀粉酶的制备

以改性分子筛作为固定化酶的载体,用固定化葡萄糖淀粉酶生产葡萄糖。一种新的基于多次吸附多次戊二醛交联的固定化方法增加了固定化葡萄糖淀粉酶的稳定性,另讨论了该方法的机理。制备的固定化葡萄糖淀粉酶在柱反应器中水解淀粉连续使用２２ｄ,产物ＤＥ值维持在９５左右基本保持不变。     

苯胺的电聚合及其酶固定化条件的研究

本文探索了适合电化学方法固定葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）的苯胺电聚合条件．通过比较不同实验条件下电极上固定的酶活力和测定电化学方法固定ＧＯＤ的聚苯胺膜修饰铂金电极（ＧＯＤ－ＰＡｎ／Ｐｔ电极）对葡萄糖浓度的响应特性，讨论了酶在聚苯胺膜内固定的机理．