镍基合金材料的无酶电化学葡萄糖传感器研究的最新进展

镍基合金材料综合了构成其各金属的优点,使其对葡萄糖的检测灵敏度和选择性有了很大的提高。本文就二氧化钛(TiO_2)复合、氧化钴(Co_3O_4)包壳和磷酸镍铵(NH_4NiPO_4)包壳研究的最新进展,对镍基合金材料表征和制备方法的优势以及其在葡萄糖检测时的电化学性能进行了分析,为新型镍基合金材料的无酶电化学葡萄糖传感器的制备提供了更广泛的思路。     

电化学无酶葡萄糖传感器研究进展

葡萄糖作为糖尿病临床诊断治疗的重要评价指标。无酶电化学传感器应用于测定葡萄糖含量具有重要的研究价值。本文综述近年来的无酶葡萄糖电化学传感器(NEG)的研究进展,对比多类NEG制备材料:贵金属及其纳米材料、过渡金属及其纳米材料、碳纳米材料的构建特点:选择性、线性范围、灵敏度、稳定性进行评述。探讨分析NEG的现状与趋势,为今后的NEG发展进行展望,可作为NEG传感器的构建思路参考。     

基于过渡金属的葡萄糖无酶电化学传感器研究进展

葡萄糖传感器广泛应用于食品工业中,在发酵生产、饮料调配、乳制品生产等过程对葡萄糖含量有严格控制,因而构建葡萄糖快速检测新方法有重要意义。由于过渡金属传感材料具有响应迅速,灵敏度高,稳定性好,成本低等特点,其在葡萄糖无酶电化学传感器领域显示出独特的优势,因此,该研究以近年来的实验和理论研究为基础,系统地综述了过渡金属葡萄糖无酶传感器的研究进展。通过总结铜（Cu）、镍（Ni）、钴（Co）和锌（Zn）等过渡金属纳米结构的特点及其氧化物在碱性条件下对葡萄糖的传感机制,以及电沉积法及其他修饰电极制备方法,以期为高性能葡萄糖传感器的构建提供参考。该综述特别强调了揭示过渡金属对葡萄糖的电信号增敏机制的重要性,以实现按需设计,扩大过渡金属传感器的应用范围。     

检测葡萄糖的Ni基电化学传感器研究进展

过渡金属Ni具有价格低廉、电子转移速度快、催化活性高等优势而被广泛应用，并且通过不同的制备方法将金属镍与其他材料相结合将提高传感器的电化学性能，可应用于食品工业、医疗卫生等领域的葡萄糖检测。本文综述了金属Ni基复合材料构建电极的方法及金属Ni与碳材料、单金属、金属氧化物、金属氢氧化物复合对传感器性能产生影响，为高性能电化学传感器的构建及葡萄糖检测的实际应用提供了理论参考。     

基于Fe_3O_4-PGA@Au构建无酶电化学生物传感器检测葡萄糖

基于聚谷氨酸(poly-(γ-glutamic acid),PGA)金磁微粒(Fe_3O_4-PGA@Au)电沉积修饰玻碳电极,构建具有高灵敏度和选择性的无酶型葡萄糖电化学生物传感器。采用绿色还原吸附法制备Fe_3O_4-PGA@Au,并利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜表征Fe_3O_4-PGA@Au的理化性质。优化葡萄糖传感检测体系的反应温度、pH值、扫描速率和反应时间等检测参数。采用循环伏安法考察无酶传感器检测葡萄糖时的电化学行为。结果表明,Fe_3O_4-PGA@Au具有良好的电催化性能;在葡萄糖浓度分别为0.1～5.0μmol/L和10～250μmol/L范围内时,所构建的生物传感器峰电流密度与其葡萄糖浓度具有良好的线性关系,检出限为0.74μmol/L(RSN=3);此无酶型生物传感器具有好的重复性和抗干扰性能。     

Au2Pt1Cu1三元纳米合金的制备及其在无酶葡萄糖传感器中的应用

采用反相微乳液法制备三元合金纳米粒子Au_2Pt_1Cu_1无酶葡萄糖传感器。通过使用透射电镜对Au_2Pt_1Cu_1纳米颗粒的形貌进行表征,并采用循环伏安法和时间电流曲线法在碱性溶液中测试Au_2Pt_1Cu_1无酶葡萄糖传感器的电化学性能。结果表明,采用一步还原法在25℃制备的Au_2Pt_1Cu_1呈现高密度的表面缺陷。制备的Au_2Pt_1Cu_1无酶葡萄糖传感器对葡萄糖表现出较好的响应:线性检测范围宽(1 mmol/L～8 mmol/L)、响应时间快、灵敏度为116μA/(mmol/L cm~2)、检出限为0.36 mmol/L、良好的选择性等特点。     

基于聚吡咯的胆固醇电化学生物传感器的制备及性能研究

本文以胆固醇氧化酶和辣根过氧化物酶为催化剂,通过电化学聚合吡咯单体,制备了电流型胆固醇传感器。实验中采用电化学聚合方法制备了聚吡咯膜(PPY),用扫描电子显微镜(SEM)对聚吡咯膜进行微观结构表征,采用循环伏安(CV)法研究了传感器的电化学特性及其抗干扰能力。结果表明,聚合圈数为300圈时得到的聚吡咯膜制备的传感器性能最佳,传感器最佳工作p H值为8.0,胆固醇氧化酶浓度为30 mg/m L,辣根过氧化物酶浓度为20 mg/m L,制备的胆固醇传感器,具有良好的检测性能,线性范围为2.0×10-6~1.6×10-4 mol/L,表观米氏常数appmK为5.6×10-6 mol/L,葡萄糖、抗坏血酸、尿酸等组分对传感器响应电流的影响分别为8.1%、8.5%、10.8%,抗干扰效果较好。该传感器对胆固醇具有良好的选择性响应,可以用于胆固醇含量的测定。     

外接互联及织物密度对织物基丝印汗液葡萄糖监测用传感系统电化学性能的影响

基于丝印技术制备织物基碳电极，并进行葡萄糖氧化酶的修饰。探究不同外接互联对织物基碳电极电化学性能的影响，再选取最优外接互联方式制备不同织物密度的电极传感系统，评价其电化学性能。结果显示：丝印织物基电极可用于葡萄糖监测用传感系统，利用双组分环氧导电胶胶接互联有利于传感系统获得长久且稳定的测试结果，且织物密度影响电极传感系统的电化学有效面积。同时，使用最优方案制备的葡萄糖传感系统灵敏度为302.86 (μA·L)/mol,在葡萄糖浓度为50～250μmol/L时其所获取的电流具有良好的线性响应性。该传感系统能够满足汗液中微小含量葡萄糖的检测要求。研究结果为汗液葡萄糖监测用传感系统在织物上的集成提供一定的试验基础。     

一种基于铟锡掺杂氧化镍材料的高灵敏度无酶电化学葡萄糖传感器

以泡沫镍为基底通过一步法原位生长氧化镍,同时加入铟离子与锡离子,制备了高灵敏度无酶葡萄糖传感器敏感电极复合材料In-Sn@NiO。X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)测试结果证明,氧化镍表面存在铟元素与锡元素。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)结果表明,掺杂铟离子与锡离子后,氧化镍表面形貌由较为致密的片状堆叠结构变成了垂直生长的纳米柱结构,结构更有利于表面粒子传输。电化学测试结果显示,掺杂后电极对葡萄糖的响应得到了显著的改善,最高灵敏度达到了91.9 mA/(μmol·L~(-1)·cm~2),检测限为0.02μmol/L。     

基于泡沫镍载纳米材料的电化学传感器检测肉制品中亚硝酸盐

为实现对肉制品中亚硝酸盐灵敏测定，以泡沫镍为载体，采用水热合成法和高温煅烧法制备泡沫镍基负载Co₃O₄（Co₃O₄/Ni foam）纳米复合材料，用于构建高灵敏度亚硝酸盐电化学传感器。通过扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)对所制备的纳米复合材料的形貌和结构进行表征。利用循环伏安法(cyclic voltammetry，CV)和计时安培滴定法进一步研究该修饰电极快速检测亚硝酸盐的电化学行为和电催化机理。结果表明，亚硝酸盐浓度在5~2 100 μmol/L时，传感器的峰电流与NO₂^-浓度呈现良好的线性关系，检测限为3.14 μmol/L。以酱牛肉为实际样品，通过标准加入法测定亚硝酸盐含量，加标回收率为97.9%~101.2%。该传感器具有容易制备、灵敏度高、易操作、稳定性好以及检测耗时短等优点，适用于肉制品中亚硝酸盐的快速检测。     

聚硫堇修饰的一次性葡萄糖生物传感器的研制

研制了一种用于食品中葡萄糖快速检测的一次性电化学酶传感器。通过循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在丝网印刷碳(SPCE)电极上,然后用壳聚糖二氧化硅溶胶凝胶包埋葡萄糖氧化酶,涂布于已修饰硫堇的丝网印刷碳电极表面,制成了新型葡萄糖生物传感器。实验表明该传感器响应快、灵敏度高、稳定性好,在对葡萄糖测定中表现出良好的响应特性,并具有抗柠檬酸、抗坏血酸、苯甲酸钠、蔗糖、果糖等干扰的特点。在葡萄糖浓度为5.2×10-5～2.5×10-3mol/L,酶电极的响应电流的变化值与葡萄糖的浓度呈良好的线性关系,线性方程为Y=0.049 01+2.729 32x,最低检出限为4.96×10-6mol/L。     

酶基生物传感器在快速检测中的研究进展

酶基生物传感器是一种以酶作为生物识别元件的生物传感器, 具有灵敏度高、专一性强、检测限低、选择性好、操作简单、便于携带和可室外在线连续监测等优点, 是最早实现商品化的一类生物传感器。目前, 酶基生物传感器研究广泛并已成功应用于各个领域, 包括环境监测、食品安全检验、生物医学检验等领域。随着环境污染、食品安全等问题的加剧, 现场快速检测技术的需求不断增大。因此, 研究酶基生物传感器具有重要的意义。本文介绍了酶基生物传感器, 阐述了酶基生物传感器的相关概念和原理, 总结了电化学酶基生物传感器、光学酶基生物传感器和其他酶基生物传感器在快速检测中的研究现状, 并展望了酶基生物传感器未来的研究方向。     

新型固载酶生物传感器制备及食品中有机磷农药检测

以微晶纤维素为原料,采用新型水热氧化合成方法,制备固载酶基质材料-双醛纤维素。通过固定化酶化学键联技术制备固定化乙酰胆碱酯酶。利用扫描电镜和红外光谱对产物进行结构表征,固载酶修饰玻碳电极制备ACh E生物传感器。以O,O-二甲基-O-(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯为反应物,碘化乙酰硫代胆碱为底物,采用循环伏安和差分脉冲伏安法考察新型传感器对农残的检测性能。结果表明:成功制备了新型固载酶电化学生物传感器,其对DDVP检测的线性范围为0.01~50μg/m L,检出限为6.99 ng/m L,具有很好的重现性和稳定性。本结果可为食品有机磷农药残留的检测提供一种新的分析方法。     

水热生长镍钴硫化物在柔性无酶葡萄糖传感器中的应用

为开发快速、精确和稳定的葡萄糖检测技术,在碳布上利用水热法原位生长镍钴硫化物颗粒,制备镍钴硫化物@碳布自支撑柔性电极材料,并对该电极材料进行电化学测试.结果表明:镍钴硫化物@碳布电极对葡萄糖的灵敏度为3.934 A·(mol·L-1·cm2)-1,检测线性范围为0.20 μmol/L～2.50 mmol/L;对葡萄糖具有优异的选择性和稳定性.     

纤维素及其复合材料在超级电容器上的应用

本文主要介绍了纤维素/碳素材料基超级电容器、纤维素/导电聚合物基超级电容器和纤维素碳材料基超级电容器的制备;并详细分析了纤维素及其复合材料基超级电容器制备过程中需考虑的主要性能（机械柔性、电化学性能、循环稳定性、可回收性与生物降解性）;最后总结了未来利用纤维素开发超级电容器需要研究的问题。     

织物基柔性超级电容器电极材料的研究进展

探讨织物基柔性超级电容器的制备方式以及组成。介绍了柔性超级电容器的工作原理,阐述了近几年织物基柔性超级电容器的发展,涉及了电极材料、制备方法、电容结构和最终性能等。以碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、活性炭等碳基材料为例,对比了几种超级电容器的电化学性能,并对此类柔性超级电容器电极材料的应用进行了总结与展望。认为:通过进一步的研究解决柔性超级电容器充放电循环数、电学性能和制备方式等问题,织物基柔性超级电容器将得到更大的发展。     

碳包覆锡锑合金纳米纤维的制备及应用

以氧化锡锑纳米颗粒(Sn0.92Sb0.08O2.04)为前驱体,葡萄糖为碳源,用水热合成法制备碳包覆锡锑合金,然后采用静电纺丝技术制备碳包覆Sn Sb/C纳米纤维。应用透射电子显微镜、扫描电子显微镜对碳包覆锡锑合金纳米颗粒及纤维的形貌进行表征,利用X射线衍射仪分析了碳包覆锡锑合金混合纳米纤维的晶型结构。研究了碳包覆Sn Sb/C纳米纤维作为一种高容量锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明,成功制备了碳包覆锡锑合金纳米纤维;随着纳米纤维中碳包覆锡锑合金含量的增加,制备的负极材料具有较高的可逆容量及较好的循环性能。     

聚天青A和纳米银修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

该传感器以电聚合于玻碳电极的天青A作为电子传递介体,用纳米银颗粒和壳聚糖膜作为复合固酶基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOD),构建葡萄糖生物传感器。实验结果表明,纳米银颗粒的引入可显著提高固定化酶的催化活性,用此法制备的传感器对葡萄糖的线性响应范围为1.0×10-6～4.2×10-3mol/L,并具有抗尿酸、抗坏血酸干扰的特点。     

基于聚吡咯/石墨烯的甘油酶电极的构建及性能研究

本文以循环伏安法在玻碳电极表面制备了聚吡咯(PPy)膜,以水热还原法制备了三维石墨烯(GN),并以此构建了甘油酶电极。所构建的甘油酶电极以甘油激酶(GK)和甘油三磷酸氧化酶(GPO)为催化剂,以三维石墨烯(GN)为载体,以聚吡咯(PPy)为介体,以Nafion溶液作为粘结剂。该甘油酶电极可以在酶、介体及电极表面提供良好的电子转移。论文探究了吡咯的聚合条件,并采用扫描电子显微镜及电化学方法对其进行了表征;对该酶电极的修饰材料、工作条件等进行了优化,采用电化学方法对其性能进行了评价。结果表明,聚吡咯的聚合圈数为8时其导电性能最优,所述的基于聚吡咯/石墨烯的甘油酶电极在pH为7.0,浓度为0.2mmol/L的磷酸缓冲溶液对甘油有着较高的电流响应,其催化电流达46.2μA,电流密度达677.6μA/cm~2。     

钴酞菁与碳纳米管共修饰碳纤维织物传感器的制备及其电化学性能

为探索钴酞菁(CoPc)/碳纳米管(CNT)柔性葡萄糖传感器在葡萄糖检测中的应用,制备了一种CoPc和CNT共修饰的柔性碳纤维织物(CFT)修饰电极,并利用电化学工作站的银/氯化银参比电极和铂对电极与其共同组成三电极体系的葡萄糖传感器。借助扫描电子显微镜对修饰电极进行表征,采用循环伏安法、电化学阻抗图谱法、时间-电流曲线法研究葡萄糖传感器的电化学性能。结果表明:该修饰电极具有良好的导电性和电子转移能力,葡萄糖检测线性范围为4×10^-3~2.6 mmol/L,检测限为1.4 μmol/L (信噪比为3),灵敏度为231 μA·L/mmol;该修饰电极在检测葡萄糖时具有较好的重复性,测试10次后其响应电流仍可达到初始值的94.6%,且对果糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、抗坏血酸、多巴胺、尿酸等物质具有较强的抗干扰性能。