基于螺旋型铂铱合金电极的植入式葡萄糖生物传感器

采用螺旋型铂铱合金电极设计,旨在提高植入式葡萄糖生物传感器的葡萄糖氧化酶担载量并增大工作电极的电化学活性面积.以扫描电镜(SEM)观察聚氨酯(Polyurethane,PU)半透膜的形貌,采用循环伏安法(CV)和计时电流法(I-T)考察PU涂覆厚度、PU含量以及酶含量等参数对传感器电化学性能的影响,结果表明:所制备的螺旋型传感器灵敏度在20 nA/(mmol/L)~30 nA/(mmol/L),可在人体生理条件范围内线性检测(2 mmol/L~30 mmol/L)葡萄糖浓度,并且具有良好的重现性、稳定性和选择性,符合电极长期植入式需求,有望作为今后糖尿病患者血糖连续监测的关键器件.     

基于铜修饰硝酸根传感器的研究

基于方波伏安法制备铜层修饰玻碳电极,同时利用新鲜的敏感铜膜催化还原硝酸根。讨论了电解质及pH值等参数对硝酸根还原电流的影响。硝酸根离子的浓度与还原电流密度呈良好的线性关系,峰电流与硝酸根离子浓度在10μmol/L～1000μmol/L浓度范围内,灵敏度为0.0292 A/(mol.L-1),线性度为0.9991;在1000μmol/L～5500μmol/L浓度范围内,灵敏度为0.0225 A/(mol.L-1),线性度为0.9922。考察了NO-2,Cl-,HPO24-,CO23-,SO24-,H2PO-4,PO34-,等水体中常见离子对铜镀电极的干扰性,电极表现出较好的抗干扰性。此电极对应用于环境水质中硝酸根含量的检测有重要意义。     

基于空心微针阵列的连续监测葡萄糖传感器

研制了一种基于空心微针阵列并可微痛刺入皮下实时连续监测人体血糖浓度的葡萄糖传感器.微针阵列由等间距的三根微针组成,分别作为工作电极、辅助电极和参比电极,其中工作电极与辅助电极采用表面溅射了Ti/Pt的空心不锈钢微针来制作,采用戊二醛-牛血清白蛋白交联法将葡萄糖氧化酶固定并仅置于作为工作电极的针尖通孔处;参比电极采用Ag/AgCl实心微针制作.测试结果表明:葡萄糖浓度在0～21 mmol·L-1范围内传感器输出电流为线性,灵敏度为0.575 μA/(mmol·L-1),响应时间为16s,且具有很好的抗干扰性.     

基于纳米结构氧化锌的水体酚类污染监测研究

利用气相传输法制备了形貌均一、尺寸适当的纳米ZnO棒,并利用其良好的生物兼容性在其表面组装了酪氨酸酶进行酚类物质水体污染的电化学检测传感研究。讨论了ZnO纳米结构制备的条件优化和用于传感的响应结果与影响因素。该传感器对邻苯二酚和苯酚具有快速的安培响应。线性范围分别为0.02 mmol/L~0.12 mmol/L和0.01 mmol/L~0.4 mmol/L,灵敏度分别为0.83μA/(mmol/L)和2.14μA/(mmol/L),检测限分别为15.57μmol/L和4μmol/L,为纳米结构ZnO在生物化学传感方面的应用展示了广阔的应用前景。     

基于三维多孔泡沫镍材料的乳糖传感器研究

提出了一种基于三维多孔泡沫镍的乳糖传感器,采用泡沫镍材料作为工作电极,铂电极作为对电极,在0.1 M的NaOH碱性环境中以循环伏安法(CV)和电流-时间曲线法(i-t)建立了乳糖定量检测方法,循环伏安扫描结果证明乳糖可以被泡沫镍氧化,电流-时间检测结果表明乳糖在0.2 mmol/L~3.5 mmol/L的线性浓度范围内,泡沫镍检测乳糖的灵敏度为9.433 1 mA/(cm2·mmol/L),检测限为6.8μmol/L.本文所研究的乳糖传感器具有响应速度快、成本低、高灵敏度、低检测限等优势,具有较好的实际应用价值.     

聚吡咯掺杂苯磺酸钠葡萄糖生物传感器

采用电化学聚合技术,用掺杂苯磺酸钠的聚吡咯（PPy）导电薄膜修饰铅笔芯电极,在修饰电极表面吸附葡萄糖氧化酶制备了葡萄糖生物传感器.研究了苯磺酸钠掺杂对PPy薄膜形貌、葡萄糖传感器性能的影响.实验结果表明：掺杂苯磺酸钠能够改变PPy形貌、极大提高其导电性.优化条件下该生物传感器抗干扰能力强、稳定性好,响应电流和葡萄糖浓度在0～0.7 mmol/L范围内有良好的线性相关度（R=0.9976）,灵敏度为26.10 μA/mmol/L,平均响应时间约为6.5s,检测下限为47.2 μmol/L.     

一种低功耗无创血糖仪设计与性能测试

结合反离子电渗抽取原理,设计了一款基于MSP430F1611芯片的低功耗血糖仪,配合自制的三电极葡萄糖传感器,实现对组织液葡萄糖的无创抽取和低浓度葡萄糖的检测.该仪表采用MSP430F1611作为主芯片,对其它功能模块进行了低功耗设计,在3.7 V工作电压下最大工作电流降低至17.31 mA.设计了模拟实验和动物实验验证了该仪表的反离子电渗抽取和对低浓度葡萄糖的检测能力.仪表在模拟皮肤电阻阻抗小于80 kΩ时,可实现恒流抽取,当大于80 kΩ时,可实现恒压抽取.动物实验结果表明,可进行反离子电渗和检测.在葡萄糖浓度5~200 μmol/L范围内,仪表的响应电流与葡萄糖浓度呈现良好的线性关系,线性相关系数为0.9979,检测灵敏度达到15.619 nA(μmol/L)-1.仪表为动物实验研究奠定基础.     

利用电化学生物传感器进行无创血糖检测技术研究

研制了一种新型的基于反离子电渗透原理无创检测血糖的电化学生物传感器,利用此生物传感器在自行搭建的实验装置上进行了裸鼠离体皮肤的葡萄糖透皮抽取和检测实验,研究了化学促渗剂和电流切换技术对无创血糖检测的影响.实验结果显示,使用化学促渗剂后葡萄糖的渗透量是不使用促渗剂情况下的2.29倍,采用电流切换技术,能减缓长时间通电对皮肤的刺激,在皮下葡萄糖浓度0～18 mmol/L范围内,生物传感器的响应电流与皮下葡萄糖浓度具有较好的相关性(R=0.9886,n=7).此外,还进行了与生物传感器配合使用的腕式仪表的研制,为实现糖尿病人血糖闭环控制奠定技术基础.     

一次性葡萄糖传感器中水溶性高分子材料的选择

对多种水溶性高分子材料稳定性、水溶性、成膜性及制备酶电极的电流响应性能等方面进行了系统的研究.实验表明使用1%的羧甲基纤维素钠(CMC)作为一次性葡萄糖传感器的包酶载体,固定化酶膜效果好,制得的葡萄糖传感器电流响应呈线性,灵敏度为111 nA/(mmol/L).     

前列腺特异性抗体电化学免疫传感器研制

制得自组装巯基丁二胺铜(Ⅱ)/纳米金胶/前列腺特异性(PSA)抗体免疫传感器.在pH=5.2的磷酸盐底液中,采用示差脉冲法对PSA进行定量测定.结果显示:该传感器的氧化峰电流减少值与PSA浓度在0.005～0.48mg/L范围内成线性关系,检测下限为2μg/L.在40μg/L PSA浓度下测量BSD=2.9%(n=8),该免疫传感器稳定性和抗干扰性较好.检测血清中PSA结果满意.     

酶注射式葡萄糖生物传感器的研制

葡萄糖是发酵过程中菌体生长和产物合成的主要碳源。为了稳定产物产量与质量,必须控制葡萄糖在发酵液中的浓度。为了解决现有"固定化酶式"葡萄糖生物传感器难以用于发酵过程葡萄糖在线测量的问题,提出了"酶液式"葡萄糖生物传感器,研制了适用于发酵过程的、在线使用的酶注射式葡萄糖生物传感器。实验结果表明:传感器线性范围为0～100mg/dL,且线性相关系数R2为0.9990,传感器灵敏度为2.59nA/(mg/dL),传感器检测限为0.07mg/dL;传感器重复性较好,对50mg/dL葡萄糖浓度,变异系数(CV)为2.02%。所研制传感器基本满足了发酵过程葡萄糖在线测量的要求。     

基于丙烯酰胺与还原型谷胱甘肽加成反应对丙烯酰胺的电化学检测的研究

以多壁碳纳米管（MWCNT）-室温离子液体（RTIL）复合物修饰电极,基于丙烯酰胺与还原型谷胱甘肽的亲核加成反应,通过监测谷胱甘肽（GSH）氧化电流的变化对丙烯酰胺fAA）进行了间接检测。MWCNT—RTIL复合物明显提高了电极对谷胱甘肽的电流响应,灵敏度达498nAL／（μmol·cm^2）。丙烯酰胺的浓度与电流变化值在O．02～10μmol／L范围内呈良好的线性关系,检测限为20nmol／L。     

Fabrication of polypyrrole–glucose oxidase biosensor based on multilayered interdigitated ultramicroelectrode array with containing trenches

A miniature glucose biosensor has been developed based on electropolymerization of polypyrrole–glucose oxidase on a multilayered gold interdigitated ultramicroelectrode array with containing trenches. The basal band ultramicroelectrode with a functional width of 362 nm is fabricated using multilayered materials and conventional photolithographic techniques. The electrode surface is inside the containing trenches, the depth of which is larger than 1.5 μm. High quality electrodes with uniform geometries are characterized by microscopy and electrochemical techniques. The corrosion resistance is investigated on exposure to the normal saline, which indicates that the electrodes are adequate for acute experiments lasting a few hours. Fabricated by electropolymerization, the glucose oxidase/polypyrrole (GOx/PPy) biosensors can be used for detecting glucose concentration in the linear range of 0–10 mmol/L, with a sensitivity of 13.4 nA/(mmol L) and a correlation coefficient of 0.998, respectively.     

基于静电沉积壳聚糖铂纳米颗粒复合膜构建葡萄糖生物传感器

利用电沉积方法对壳聚糖/铂纳米颗粒复合膜进行组装,以戊二醛作为交联剂同定葡萄糖氧化酶,构建葡萄糖生物传感器.实验结果表明:制得的葡萄糖生物传感器响应时间仅为8 s,线性测量范围为1×10-5～1×10-3moL/L,检测限为1.4×10-5 mol/L(S/N=3.0).该传感器灵敏度高,稳定性好.     

基于葡萄糖氧化酶-空壳钯修饰的新型葡萄糖传感器

制备了空壳钯纳米粒子,通过TEM对其空壳结构进行了表征。将空壳钯纳米粒子和葡萄糖氧化酶（GOD）修饰在玻碳电极（GC）表面,构建了新型的葡萄糖传感器。空壳钯纳米粒子对过氧化氢（H202）具有良好的催化还原作用,通过检测酶反应产生的H202可检测葡萄糖的浓度。在-0．3V工作电位下,在2．5×10＾－5mol／L到2．7...     

氧化还原聚合物修饰的过氧化氢传感器的研究

一种用于快速检测过氧化氢的电流型生物传感器.将氧化还原聚合物滴在塑料基片上溅射的金薄膜工作电极上形成一层对过氧化氢的敏感膜.实验结果表明,该生物传感器在1.0×10-6-2.0×10-4mol,具有很好的线性相关,线性相关系数为0.999(n=9),灵敏度为0.6 A/(mol·cm2),检出限为1μM H2O2,稳定性好且批量制备的传感器之间一致性好([CV]=4.2%),因此,该方法能够用于批量制备低成本的生物传感器.     

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。     

Multiwalled carbon nanotubes grafted chitosan nanobiocomposite: A prosperous functional nanomaterials for glucose biosensor application

Multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) grafted chitosan (CS) nanowire (NW) was prepared by phase separation method. Glucose oxidase (GOx) was sequentially immobilized into MWNT-CS-NW to obtain MWNT-CS-NW/GOx biosensor. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) images of MWNT-CS-NW/GOx reveals the existence of MWNT and CS. Cyclic voltammetry and amperometry were used to evaluate the electrochemical determination of glucose. The MWNT-CS-NW/GOx biosensor shows an excellent performance for glucose at +0.34 V with a high sensitivity (5.03 μA/mM) and lower response time (3 s) in a wide concentration range of 1-10 mM (correlation coefficient of 0.9988). In addition, MWNT-CS-NW/GOx biosensor possesses better reproducibility, storage stability and there is negligible interference from other electroactive components.