基于微纳泡沫金属材料的D-半乳糖传感器研究

研究了一种基于微纳泡沫镍材料的D-半乳糖定量传感器,采用泡沫镍材料作为工作电极,Pt作对电极,Ag/AgCl（饱和KCl溶液）电极作为参比电极构建三电极检测体系,采用循环伏安法（CV）和电流-时间曲线法（i-t）检测具有浓度梯度的D-半乳糖溶液。CV扫描结果表明了D-半乳糖在泡沫镍材料上发生氧化-还原反应,i-t检测结果表明在线性范围0.25 mmol/L~5.00 mmol/L内该传感器检测D-半乳糖的灵敏度为6.73×10-2 mA/（cm2·（mmol/L））,检测限为17.7μmol/L（S/N=3）。结果证明所构建的检测方法不但可以实现D-半乳糖的定量分析,并且具有较好的灵敏度和较低的检测限。对比实验结果表明该传感器具有响应速度快、成本低廉等优势,有望在糖类物质快速定量检测领域得到应用。     

一种基于泡沫铜材料的无酶果糖传感器研究

本文尝试了一种基于泡沫铜材料的无酶果糖传感器。以泡沫铜材料作为工作电极,Pt片作为对电极,在0.1 mol/L的NaOH溶液中以循环伏安法( CV)和电流-时间曲线法( i-t)探索了一种无酶果糖的定量检测方法。 CV扫描结果证明果糖在泡沫铜电极表面易被氧化。 i-t检测结果表明在线性范围0.18 mol/L~3.47 mol/L内泡沫铜电极检测果糖的灵敏度3.1930 mA/( cm2·mmol/L),其检测限为13.8μmol/L。对比实验表明,泡沫铜电极对果糖具有较好的选择性。该传感器具有响应速度快、成本低等优势,有望于糖类检测中得到应用。     

基于多电极的混合溶液中糖组分检测系统设计及应用研究

糖类是人体必需的能量物质,但过量摄入糖也容易导致多种疾病.所以许多研究人员对某一种糖的定量检测探究了多种不同的方法.然而在自然状态下,糖类并不是单一存在的.本文提出了一种可以在混合糖类溶液中测定各糖类浓度的电化学传感器.本文采用传统的三电极体系,采用Ag/AgCl(饱和KCl)电极作为参比电极,铂片电极作为对电极,工作电极分别采用泡沫镍电极、铜膜电极和铜片电极三种电极.采用伏安循环法(CV)和电流时间法(i-t)检测了混合溶液的电化学响应,混合溶液含不同浓度和比例的葡萄糖、果糖和蔗糖,并采用梯度提升树(GBDT)通过对检测数据进行分析和建模来实现定量检测.结果证明本传感器具有较好的检测效果,检测范围为0.25 mmol/mL～4.76 mmol/mL,平均误差为4.49％.本方法具有响应速度快、检测方便、灵敏度高等优点.为混合溶液中糖类含量的检测提供了一种新的思路.     

基于复合膜修饰ITO电极的乙醇传感器研究

利用羧基化的多壁碳纳米管(MWCNT)修饰氧化铟锡(ITO)电极,表面吸附一层普鲁士蓝(PB)作为电子介体制作一种新型的乙醇传感器.通过循环伏安法、计时电流法对传感器的性能进行表征和研究.结果表明:所制备传感器对乙醇具有明显的电化学活性,线性范围为0.5～10mmol/L,在S/N=3的情况下,检出限为0.07mmol/L(R=0.9968).该传感器制备简单、经济实用,具有良好的准确性、灵敏度及抗干扰能力.     

基于壳聚糖-纳米TiO2复合膜／CdSe固定血红蛋白的过氧化氢生物传感器的研究

以壳聚糖/nano-TiO2复合膜为基底固载量子点硒化镉(CdSe)和血红蛋白(Hb)制备过氧化氢生物传感器.用循环伏安法对修饰电极进行了表征,并用计时电流法对过氧化氢(H2O2)生物传感器的性能进行了研究.结果表明,在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.9×10-6～1.2×10-2mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-6mol/L.该传感器的米氏常数为1.65mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

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.     

用聚合亚甲蓝修饰的酶电极进行青霉素残留的测定研究

将青霉素酶与亚甲蓝用循环伏安法共聚合到玻碳电极上,制成青霉素酶电极,通过交流阻抗谱对酶电极表征.研究了聚合亚甲蓝在不同pH值下,酸催化还原反应的活化能随pH值的变化.在一定电位范围内,青霉素微小浓度变化与亚甲蓝循环伏安还原峰电流成正比,据此可间接测定牛奶中残留青霉素含量,分别利用计时电流法和循环伏安法在磷酸缓冲溶液和牛奶中测量,计时电流法的线性范围分别为1.40×10-4～2.81×10-3mmol/L和5.61×10-4～2.81×10-3mmol/L,循环伏安法的线性范围分别为2.81×10-4～2.81×10-3mmol/L和1.12×10-3～2.81×10-3mmol/L.     

p—NiMe4TAA化学修饰电极的制备及其在测定胶囊中褪黑素中的应用

本文通过电化学聚合法制备了聚四甲基二苯并四氮杂轮烯镍(p-NiMe4TAA)修饰电极,该电极对褪黑素有良好的催化氧化效果.用循环伏安法(CV)研究了修饰电极的催化氧化行为,将该电极用示差脉冲伏安法(DPV)测定褪黑素,在5.0×10-5mol/L～5.0×10-7mol/L浓度范围内与氧化峰电流呈良好线性关系,检测限达1.0×10-7mol/L(S/N=3).将该法用于检测美乐宁胶囊中褪黑素的含量,得到了令人满意的结果.     

基于微纳敏感材料的蜂蜜种类区分方法研究

基于三维网状微孔结构的泡沫镍微纳敏感材料,探索了一种可用于蜂蜜种类区分的电化学感知系统,以泡沫镍材料作为工作电极,Pt电极作为对电极,Ag/ AgCl(饱和KCl溶液)电极作为参比电极,实验对比了多种电极对蜂蜜的检测效果,从而确定泡沫镍更适合蜂蜜类型区分。实验检测蜂王浆、菊花蜂蜜、枇杷蜂蜜三种蜂蜜的循环伏安法(CV)和电流－时间曲线法(i-t检测数据,CV扫描结果表明了各类蜂蜜中的糖分在泡沫镍材料上发生了明显的氧化－还原反应,i-t实验结果表明三种不同蜂蜜在不同的工作电极下体现出多种特征,泡沫镍的特征最为显著,并依据该特征实现蜂蜜种类的区分,对比实验结果表明泡沫镍电极对不同类型蜂蜜具有良好的灵敏性,干扰实验结果表明该微纳电极具有较好的抗干扰能力。本文所探索的方法具有灵敏度高、操作简便、耗时短、成本低等优势,为蜂蜜的种类区分和真伪鉴别提供了一种新的思路。     

基于纳米金修饰丝网印刷电极的乙醇生物传感器

在丝网印刷电极上利用吸附法固定乙醇脱氢酶,并用纳米金进行修饰,以铁氰化钾为介体制作了用于酒精检测的一次性乙醇脱氢酶电极试纸.纳米金颗粒修饰酶电极,极大地改善了电极电流响应,提高了传感器的灵敏度.此乙醇传感器的响应时间仅为25 s,灵敏度为0.06 μA(mmol/L)~(-1),线性浓度测量范围为1.0 mmol/L至10 mmol/L.     

Pt/Ni—氧化石墨烯修饰电极用于莱克多巴胺测定

将石墨烯作为基底材料修饰到玻碳电极上,并在其表面沉积Pt/Ni二元金属制得定量检测莱克多巴胺的电化学传感器。探讨了石墨烯表面金属合金沉积时间和样品富集时间等条件对传感器性能的影响。在最优条件下,测定莱克多巴胺的浓度线性范围为1.98×10-7～2.67×10-4mol/L,其检测限为6.66×10-8mol/L。实验结果表明:该传感器灵敏度高、稳定性好。     

基于Pd-Ni/Si Nanowires电极室内甲醛实时监测处理装置

研究设计一种室内甲醛气体实时监测和处理一体化装置。首先,通过电化学方法刻蚀大面积硅纳米线阵列并通过无电镀技术制备镍/硅纳米线(Ni/Si Nanowires)和钯-镍/硅纳米线(Pd-Ni/Si Nanowires)阵列电极,Pd-Ni/Si Nanowires阵列电极对甲醛有很强电化学催化氧化作用,以其为电化学甲醛传感器工作阳极,以Ni/Si Nanowires阵列为对电极,Ag/AgCl为参考电极,循环伏安技术测试结果显示该传感器对甲醛浓度灵敏度高达0.265 mA/(mmol/L),三倍信噪比检测限为2μmol/L。其次,利用STC12C5410AD单片机产生三角波扫描电压模拟循环伏安原理,可利用回路中因催化氧化产生的峰电流值来监测室内甲醛浓度,并进一步通过恒压电催化将甲醛处理。该设计方案新颖、成本低廉、便于携带,具有较大实际应用价值。     

基于单针三电极的动态血糖传感器研制

研制了一种基于单根空心微针的新型植入式葡萄糖传感器,用于对人体血糖变化趋势进行连续监测.单根空心微针由结构相同的两个沿轴向磨去半边的不锈钢针管通过绝缘胶粘结而成,其分别作为传感器的工作电极与辅助电极;参比电极是置于该微针通孔之中的Ag/AgCl细丝;葡萄糖氧化酶( GOD)置于针尖的通孔处.测试结果表明:传感器的线性范围为3~22 mmol/L,灵敏度为1. 11μA/mmol/L,响应时间为10 s,且具有较好的抗干扰性.     

基于聚吡咯修饰的碳泡沫可压缩电极材料

在该研究中,通过高温碳化和原位聚合法制备了基于市售三聚氰胺泡沫和吡咯单体的聚吡咯/ 碳化三聚氰胺泡沫(Polypyrrole/Carbonized Melamine Foam,PPy/CMF)的可压缩超级电容器电极材料。 通过三电极体系在 1 mol/L 高氯酸钠电解液中研究了可压缩 PPy/CMF 电极材料的电化学性质。结果显 示,可压缩电极材料的体积电容在 2 mA/cm3 时可达到 3 168 mF/cm3,1 000 次充放电循环后可保持原 始电容的 86.88％。此外,该材料的循环伏安曲线和恒流充放电曲线在不同压缩下无显著变化,表明 PPy/CMF 是具有高压缩稳定性的可压缩电极,适合于超级电容器。以上结果表明,PPy/CMF 可作为可 压缩超级电容器的潜在电极材料。     

基于PVN-GO复合膜的亚硝酸盐电化学传感器

通过简单可控的滴涂成膜和在线电聚合方法,将氧化石墨烯（GO）和聚香兰素（PVN）修饰到玻碳电极（GCE）表面,制备了PVN-GO复合膜修饰GCE,即亚硝酸盐（NO2-）电化学传感器.伏安研究表明：PVN-GO复合膜对NO2-的电化学氧化具有良好的催化作用.借助于扫描电镜技术和电化学交流阻抗谱（EIS）技术,对PVN-GO复合膜的表面形貌和电导性进行了表征.最优的检测条件下,NO2-的检测线性范围为2.0 ×10^-8～1.1 ×10^-2mol/L,检出限低至5.0 ×10^-9 mol/L（S/N =3）.对传感器的性能进行了考核,结果表明：该NO2-传感器具有良好的稳定性和重现性,灵敏度高,选择性好.将传感器应用于南湖水样中亚硝酸盐含量的测定,结果令人满意.     

基于NaOH刻蚀玻碳电极的电化学传感器在检测膀胱癌DNA中的应用

制备了一种基于活化的玻碳电极的新型电化学DNA生物传感器,可用于膀胱癌DNA的检测.通过循环伏安法(CV)实现玻碳电极在NaOH溶液中的刻蚀,使电极表面负载大量官能团,为DNA提供连接位点,由Laviron方程计算得到玻碳电极表面的羧基浓度为 1.022×10-6 mol/cm2.亚甲基蓝(MB)作为电化学检测的杂交指示剂.采用原子力显微镜(AFM)对刻蚀后的电极进行了形貌表征.在最优杂交条件下,通过差分脉冲法(DPV)计算出最佳检测限为5.677×10-13 mol/L(n=5),适用目标 DNA浓度范围1×10-8 mol/L~1×10-12 mol/L.该传感器有望用于实际样品中膀胱癌DNA的快速检测.     

State-of-the-art monitoring of fuel acidity

Development of a novel iridium oxide (IrOx) based acidity sensor for off-line monitoring of fuel acidity is described. The sensor works in the potentiometric mode using an IrOx electrode as an indicating electrode and a Ag/AgCl or Ag/Ag₂O—reference electrode. The data show that the IrOx sensor responds to compounds present in fuel that have acid–base character. Using an off-line IrOx sensor, it is possible to determine the acidity of different fuels and discriminate between unstressed and thermally stressed fuels. It is possible to correlate the response of an IrOx sensor with the total acid numbers of different fuels. Experimental results also indicate that the low fuel conductance, the material used for sensor encapsulation, and/or the type of reference electrode may influence the response time of the IrOx sensor. Finally, the IrOx response has been demonstrated to be faster, better defined, more accurate and more reproducible than a glass electrode response for titrations of non-aqueous solutions.