MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

铁表面植酸钠自组装层缓蚀性能的电化学研究

将环境友好缓蚀剂植酸钠组装到铁基电极表面,运用电化学极化曲线方法,考察了不同组装液浓度、组装时间及次数形成的植酸钠层对铁基电极表面缓蚀性能的影响.实验结果表明:铁电极在10-2 mol.L-1和10-3 mol.L-1植酸钠溶液中分别组装数分钟,再经10-6mol.L-1植酸钠溶液组装7 h,获得的植酸钠层对铁的缓蚀性能最佳.利用交流阻抗技术探究了最佳组装条件下形成的植酸钠层对铁电极表面的缓蚀机理,等效电路为R(QR)(QR).同时借鉴拉曼光谱进一步解释其缓蚀机理和组装方式.     

葡萄糖氧化酶多层膜修饰电极的电化学性能的研究

利用层接层自组装法,制备出有序且稳定的葡萄糖氧化酶的多层膜.应用电化学方法和XRD方法研究了膜修饰电极的电化学传感性能.结果表明:该传感器具有较好的重现性和稳定性,传感器对葡萄糖的响应非常迅速;每次加入葡萄糖后,电极的电流响应会随之出现跳跃性增大,酶电极达到96%,稳态电流响应的时间仅为3 s;灵敏度可以通过合理地调解多层膜的厚度来控制.     

电化学交流阻抗技术表征dsDNA层层自组装膜

选择带负电荷的DNA为聚阴离子,与聚乙烯亚胺(PEI)阳离子通过连续交替的静电吸附在玻碳电极表面,自组装成DNA多层膜.利用电化学交流阻抗技术对这种新型的DNA自组装多层膜进行表征,通过阻抗谱分析,得出电荷传递电阻和双电层电容与膜层数的关系,证明该多层膜随层增加,具有均匀增长、结构致密等特性.     

基于聚乙烯吡咯烷酮/纳米金固定辣根过氧化物酶的生物传感器

在金电极上电沉积聚乙烯吡咯烷酮,形成一层中性聚合物界面,通过吸附自组装一层纳米金,用于静电吸附固定辣根过氧化物酶,最后用聚乙烯基吡啶-溴癸烷封端修饰好的电极,从而制得了新型过氧化氢生物传感器.探讨了电极的工作电位、介体浓度、pH值对电极响应的影响,并考察了电极的线性范围.该传感器在H2 O2浓度为2.8×10-6～3....     

采用抗体包被纳米金多层自组装膜的HCG安培免疫传感器

研制了一种采用人绒毛膜促性腺激素抗体(anti-HCG)包被巯基丁二酰胺(HL)/纳米金(AuNPs)多层膜修饰金电极的免疫传感器(AU |{HL/AuNPs}n-anti-HCG),用于检测人唾液中的HCG.通过层层自组装技术在Au电极表面交替修饰多层{HL/AuNPs}n膜,再通过膜内的AuNPs吸附anti-HCG,构筑了HCG安培免疫传感器.以K3Fe(CN)6为探针,在pH 7.0的PBS缓冲液中加入HCG,随着HCG与电极表面anti-HCG发生特异性免疫反应,形成的抗原/抗体免疫复合物使得K3Fe(CN)6在电极表面的响应电流减小,减小量(Ip)与膜表面的免疫反应程度相关,以此作为HCG定量的依据.对各修饰电极表面进行了表征和定量分析.实验表明:该免疫传感电极中{HL/AuNPs}n膜内存在的大量AuNPs显著增加了anti-HCG吸附量,从而使得其HCG检测范围变宽(0.1～100 mg/L),检出下限为0.056 mg/L(3σ).     

钯取代磷钨杂多酸/聚酰胺-胺复合膜的制备及电催化性能

通过层层静电自组装法在基底上原位制备了钯取代Keggin型磷钨杂多酸/聚酰胺-胺多层膜修饰电极.利用X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等手段对多层膜的组成和表面形貌进行了表征.结果表明,经杂多酸阴离子和聚酰胺-胺交替组装形成的多层膜生长均匀且表面平整.用循环伏安法研究了多层膜的形成过程及电化学性能.测试结果表明:多层膜在0.4～-0.6V电位范围内出现一对归属于Pd(Ⅱ)/Pd(Ⅰ)的氧化还原峰,该峰随pH值和扫描速率的改变而发生一定程度的形变;在pH=4的缓冲溶液中,多层膜修饰电极的稳定性良好且对BrO3-和H2O2的还原反应表现出良好的催化活性.     

基于植酸锆/普鲁士蓝复合膜的电催化行为研究

通过层层自组装技术,构建植酸锆/普鲁士蓝(Zr-IP_6/PB)多层结构膜.基于普鲁士蓝(PB)对双氧水(H_2O_2)有很高的电催化性能,加之5层植酸锆/普鲁士蓝膜多孔结构有利于传质过程,该H_2O_2传感器具有高灵敏度和高选择性.实验结果显示:修饰电极对H_2O_2响应的物质的量浓度范围为2.00×10~(-5)～1.76×10~(-3) mol·L~(-1),线性相关系数R=0.998 9.     

电位控制辣根过氧化物酶在玻碳电极上的组装及H2O2的检测

研究了一种在聚硫堇修饰玻碳电极上利用电位控制组装辣根过氧化物酶(HRP)的新方法.首先将硫堇(TH)电聚合到玻碳电极(GCE)表面,形成均匀的带正电荷的导电聚合膜,再通过调节溶液的酸度使HRP带负电荷,利用电位控制的方法在硫堇聚合膜(PTH)上组装HRP, 通过循环伏安法和电化学交流阻抗法对HRP的整个组装过程进行表征.在优化的实验条件下,采用计时电流法将HRP修饰电极用于H2O2检测,结果表明,在2×10-5～2×10-2 mol·L-1范围内HRP修饰电极的响应电流与H2O2浓度呈良好的线性关系,该研究对各类酶传感器、免疫传感器的设计与制备具有重要意义.     

DNAzyme在金电极上自组装电化学生物传感器的制备

利用巯基与金表面Au-S键的自组装技术,可以将巯基修饰的DNAzyme固定在金电极表面形成电化学生物传感器,并以含有[Fe(CN)6]3-/4-的磷酸缓冲液(PBS)作为电化学检测底液,利用循环伏安法初步研究该修饰电极的电化学行为和修饰过程的电化学表征.DNAzymes自组装膜的存在明显抑制了二茂铁与[Fe(CN)6]3-/4-之间的电子转移.结果表明,基于巯基修饰的DNAzyme在金电极表面能够发生自组装作用,在金电极表面形成较为稳固的自组装DNAzyme膜.     

原子力显微镜对电场诱导组装的酶/聚电解质多层膜表面酶分子聚集拓扑形貌的表征

采用原子力显微镜观察了不同电压下电场诱导组装的酶/聚电解质多层膜表面酶分 子的聚集拓扑形貌, 研究了膜表面粗糙度和表面形貌随操作电压变化的关系以及酶在膜表 面聚集形态的不同对酶活力的响. 实验结果表明, 不同的组装方法对膜表面酶分子的形态 和分布具有很大影响, 在较低的操作电压下, 酶分子以分子簇形式存在, 而在较高操作 电压的作用下, 酶分子在膜表面以聚集体形式存在.     

固定化条件对葡萄糖酶电极响应性能的影响

用微铂盘电极和交联法制得的酶膜构成葡萄糖酶电极，测定其电流响应特性，研究了酶的固定化条件：酶含量以及载体蛋白和交联剂的用量等，对响应特性的影响。提出较适宜的酶电极制备方法，并检测了所得的电极在不同ｐＨ溶液中的灵敏度，指出其最佳操作条件。     

质子交换膜燃料电池膜电极的关键技术

 膜电极是多相物质传输和电化学反应场所,决定着燃料电池的性能、寿命及成本。本文分析膜电极当前技术现状与商业化目标,梳理膜电极分类及经过梯度化膜电极向有序化膜电极发展的技术脉络,介绍近年来超低Pt载量的第三代膜电极-有序化膜电极的新进展,比较各种有序化膜电极制备方法的优缺点。目前有序化膜电极在铂族元素总载量为0.118 mg/cm²下取得的最好性能为861 mW/cm²@0.692 V,0.137 g/kW,成本降至5美元/kW,Q/ΔT值从2013年的1.9下降到1.45。从降低Pt用量及简化燃料电池发电系统、降低系统成本的角度看,自增湿有序化膜电极是未来膜电极开发的重要方向。     

重金属离子对葡萄糖氧化酶电极抑制作用的研究

采用二氧化硅溶胶-凝胶固定化酶技术制备了葡萄糖氧化酶电极,优化了酶电极的工作条件。考察了酶电极的响应性能以及Hg^2＋,Fe^3＋等重金属离子对酶电极响应的抑制影响。实验结果表明在E=0．8V,pH=5．0,θ=25℃时,Hg^2＋,Fe^3＋的存在抑制了酶电极对葡萄糖的电流响应,且抑制电流的大小和重金属离子浓度在一定范围呈线性关系,线性范围分别是0～1．5μmot／L和0～60μmol／L。将被抑制的酶电极浸入EDTA溶液中10min后,酶电极可以恢复部分响应性能。     

酶电极法测定玉米中黄曲霉毒素B1含量

黄曲霉毒素与其氧化酶接触时会发生氧化还原反应,产生过氧化氢及其他产物。本研究采用酶电极生物传感器,将黄曲霉毒素氧化酶固定在醋酸纤维素载体膜上,制备电流型电化学酶电极。在SBA流动注射分析仪器上安装黄曲霉毒素氧化酶电极,检测黄曲霉毒素含量。结果表明,黄曲霉毒素酶电极对黄曲霉毒素具有良好的响应特征,测定精密度（RSD）为1.20%（n=10）,线性范围为0 ~100 μg/L（R2=0.999 6）,加标回收率为96%~102.4%。因此,本研究建立的酶电极分析法可用于玉米中黄曲霉毒素B1的检测。     

辣根过氧化物酶/聚邻苯二胺膜电极上苯二酚生物催化氧化的动力学研究

用酶的电化学固定化方法制备辣根过氧化物酶／聚邻苯二胺膜（ＨＲＰ／ＰＰＤ）电极．以对苯二酚和邻苯二胺在该酶电极上的氧化为模型体系，讨论了有机物生物催化氧化的一般动力学模式以及影响酶电极检测的因素．邻苯二胺可在辣根过氧化物酶的存在下发生聚合，因而它在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的氧化过程比对苯二酚的复杂．测定了不同电位下对苯二酚在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的反应动力学参数，并根据实验结果确定该有机物检测的合适工作电位．     

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．     

酶电极法测定肌苷片中肌苷

以固定化核苷磷酸化酶(EC 2.4.2.1)、黄嘌呤氧化酶(EC 1.2.3.2)与过氧化氢电极构成电流型酶电极,研究了肌苷酶电极分析法的各种分析条件及参数,并与紫外分光光度法对比测定了肌苷片中肌苷含量。酶电极法测定结果与紫外法测定结果之间有较好的一致性。采用酶电极法测定肌苷片中肌苷含量专一性高、成本低、分析速度快。     

电流型酶电极生物传感器抗可逆抑制剂干扰的测定方法

电流型酶电极生物传感器在工业领域的应用中经常会遇到酶活性抑制剂干扰问题,在存在酶活性抑制剂的环境下,用酶电极生物传感检测,分析结果会显著偏低。根据电流型酶电极生物传感器的检测原理,设计了一种抗抑制剂干扰的测定方法,传感器正常定标完成后,先按正常方法进行测定,然后用样品加标样进行第二次测定,两次测定具有相同的酶抑制剂环境。通过两次测定结果比较,算出第二次测定所加标样的响应结果,计算出抑制剂对酶活的抑制系数,最终通过第一次测定结果和抑制系数计算出样品中待测物的浓度。这种测定方法能有效消除酶抑制剂对分析结果的影响,拓展酶电极生物传感器在工业领域中的应用范围。     

Electrophoretic assembly of colloidal crystals with optically tunable micropatterns

The production of materials with micrometre- and submicrometre-scale patterns is of importance in a range of applications, such as photonic materials, high-density magnetic data storage devices, microchip reactors and biosensors. One method of preparing such structures is through the assembly of colloidal particles. Micropatterned colloidal assemblies have been produced with lithographically patterned electrodes or micromoulds. Here we describe a different method that combines the well-known photochemical sensitivity of semiconductors with electric-field-induced assembly to create ordered arrays of micrometre-sized colloidal particles with tunable patterns. We show that light affects the assembly processes, and demonstrate how to produce patterns using electrophoretic deposition in the presence of an ultraviolet (UV) illumination motif. The distribution of current across an indium tin oxide (ITO) electrode can be altered by varying the illumination intensity: during the deposition process, this causes colloidal particles to be swept from darkened areas into lighted regions. Illumination also assists in immobilizing the particles on the electrode surface. Although the details of these processes are not well understood, the patterning effects of the UV light are discussed in terms of alterations in the current density that affects particle assembly on an ITO electrode.