用于无创检测皮下葡萄糖的新型生物传感器研究

以无创检测人体血糖为应用需求,采用高灵敏度锇氧化还原聚合物修饰在薄膜电极上,并通过戊二醛交联法固定酶分子制备成新型生物传感器。实验结果表明:在0~700μmol/L的葡萄糖标准浓度范围内,传感器灵敏度为23.955 nA/(μmol.L-1),最低检测限为0.3μmol/L,相关系数为0.999;在标准皮下葡萄糖浓度0~19mmol/L浓度范围内,被抽取出的葡萄糖电流响应值与皮下葡萄糖的浓度成线性关系,线性相关系数为0.994,灵敏度为4.03 nA/(mmol.L-1);单只传感器对100μmol/L葡萄糖检测的精度为4.07%(n=10),不同传感器之间对100μmol/L葡萄糖测量的精度为3.22%(n=10),在4℃条件下,传感器的寿命可达450 d。     

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).     

基于铂黑修饰金电极的葡萄糖传感器的研究

利用铂黑颗粒吸附能力强、比表面积大、电催化活性高等优良特性,与基于MEMS技术制备的基础电极相结合,通过物理吸附法固定葡萄糖氧化酶,从而制备出高性能的葡萄糖传感器.该传感器应用于血清中葡萄糖的测定,其灵敏度和线性范围分别为457 nA/mmol,1～30 mmol;线性相关系数为0.986.     

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.     

真菌疏水蛋白固定化酶制备胆碱生物传感器

以Ⅱ型疏水蛋白(HrBI)为胆碱氧化酶 ChOx)固定化基质修饰金电极构建新型电流型胆碱生物传感器.对疏水蛋白修饰电极的电化学特征进行分析,讨论了HFBI自组装膜在不同pH值下的稳定性.结果表明:该传感器对胆碱的线性响应范围为0.O1-1.0mmoVL;灵敏度为2184.06nA.mmol.L_1.cm_2cm;响应时间小于6s;检出限为0.O1mmol/L(信噪比=3).HFBI自组装薄膜修饰的酶电极高效地保持了固定化ChOx的活性,表现出良好的抗干扰性能和较长的使用寿命,有望为传感器进一步研究和其他表面功能化研究提供一种具有高度生物相容性的电活性生物固定化基质     

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.     

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.     

α-磷酸锆的合成及在电化学葡萄糖传感器中的应用

提出了一种基于α-磷酸锆层状材料负载葡萄糖氧化酶的电化学生物传感器,并将其应用到葡萄糖的检测中.首先利用回流法制备了α-磷酸锆层状材料,在中性条件下将葡萄糖氧化酶插入到α-磷酸锆层状材料中,再通过壳聚糖固定到电极表面.由于α-磷酸锫层状材料具有开放的结构,可使得葡萄糖氧化酶与底物充分地接触,从而提高了酶催化反应的效率.实验结果表明,该方法实现了对葡萄糖的快速、灵敏定量检测,其线性范围为0.01～20 mmol/L,相关系数为0.996,灵敏度为4.74 μA/(mmol/L),检测下限为0.01mmol/L.     

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.     

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.     

电化学式葡萄糖传感器阳极的研究

制备了一种石墨粉含量高的混合物导电材料,研究了该材料的导电性能及水中贮存稳定性,并将其作为电化学式葡萄糖传感器的阳极,以此电极作为固定化酶载体得到的葡萄糖氧化酶电极对葡萄糖的响应时间为２０ ～３０ ｓ、灵敏度为６０ ｎＡ／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１） 、线性响应范围为０ ．０２ ～７ ．０ ｍ ｍｏｌ／Ｌ,在水溶液中储存２０ 天,传感器的响应值基本保持不变。     

面向医疗物联网的便携式连续血糖监测系统研究

本文研制出一种基于物联网的便携式连续血糖监测系统,以实现对糖尿病患者血糖浓度的动态实时监测。整个系统由三部分组成：螺旋型铂-铱电极、血糖信息采集器与网络手持终端。系统在铂-铱工作电极上施加电压激励信号,采集器检测工作-参比电极之间产生的0~1000 nA微电流,并转换为相应的血糖浓度信息。本文考察了不同无线传输方式的系统功耗,改进后平均功耗降为0.4 mWh左右。检测电路纯阻抗测量误差可控制在1‰左右,葡萄糖溶液实况测试显示,灵敏度为22.8 nA/mM。本系统具有便携性、低功耗、智能化与网络化等优点,有望成为一种新型血糖监测仪。     

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.     

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。     

基于多壁碳纳米管-铂纳米颗粒纳米复合材料的乙醇生物传感器

采用超声法制备了多壁碳纳米管－铂纳米颗粒( MWCNTs￣PtNPs)纳米复合材料,并将其修饰于乙醇生物传感器,表现出良好的检测性能。实验结果表明：传感器最低检测限为0.02 mmol/L,线性范围为0.25 mmol/L~3.00 mmol/L,灵敏度为0.92332μA/( mmol/L),并且具有高稳定性和良好的重现性。     

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。