基于Pt/PEDOT/PSS-Graphene复合材料的H2O2生物传感器

本文以聚苯乙烯磺酸钠（PSS）功能化的石墨烯为载体原位聚合PEDOT制备PEDOT/PSS-Graphene复合材料,然后将该复合材料修饰于玻碳电极（GCE）表面制得PEDOT/PSS-Graphene/GCE电极,并在此基础上电沉积负载Pt纳米颗粒构建了一种新的无酶H2O2生物传感器。利用扫描电子显微镜（SEM）对制得的修饰电极进行表征,同时通过循环伏安法和计时电流法研究了该传感器对H2O2的响应性能。结果表明,所制备的传感器对H2O2检测有极快的响应速度（1.5 s）,在11.57 μmol/L～3.60 mmol/L H2O2浓度范围内成线性相关,检出限为9.27 μmol/L,且具有良好的重现性、稳定性和选择性。     

基于Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料固定化酶的葡萄糖生物传感器

制备了一种基于金纳米粒子(Au NPs)、氧化铈纳米颗粒(CeO2)和导电聚苯胺(PANI)的具有核壳结构的纳米复合材料(Au NPs-CeO2@PANI),利用该纳米复合材料和壳聚糖形成的复合膜成功实现了对葡萄糖氧化酶(GOD)的固定.采用透射电镜和X射线衍射对Au NPs-CeO2@PANI材料进行了表征.电化学方法研究了传感器性能,结果表明基于Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料修饰的葡萄糖生物传感器线性范围为6.2×10-6 mol/L～2.8×10-3 mol/L,响应时间为5 s,检测下限为1.0×10-6 mol/L;相同条件下Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料修饰的电极也显示出了比单一或二者复合的纳米材料修饰电极更优越的性能.     

辣根过氧化物酶在巯基丁二酸铜（II）自组装单分子层修饰电极表面的固定及对H2O2传感研究

利用气相沉积技术制备TiO2凝胶膜,将辣根过氧化酶固定在巯基丁二酸铜(II)(CuL-SH)自组装单分子层修饰金电极表面,制得测定H2O2 的电流型生物传感器.金电极表面的CuL-SH同时作为电子媒介体.研究了各种因素如pH、工作电位等对传感器响应电流的影响.传感器对H2O2的还原显示出快速电催化响应(＜10 s),计时电流法测定H2O2的线性范围为2.2 μmol/L -0.6 mmol/L(R = 0.999),检出限为1.0×10-6mol/L.测得酶催化动力学参数米氏常数KMapp＝0.56 mmol/L.传感器的稳定性好,60 d 其响应值仍保持90 %.对其灵敏度和选择性进行了研究,并应用于实际样品测定.     

基于金纳米-植酸胶束混合组装的过氧化氢传感器的电化学研究

采用混合组装技术,利用植酸胶束(IP6micelles)的磷酸酯键络合辣根过氧化物酶(HRP)和金纳米粒子(GNPs),形成了具有生物亲和性的纳米复合材料,保持了辣根过氧化物酶的生物活性,并利用金纳米粒子的高电子密度、介电特性和催化性能,实现了HRP与玻碳电极(GCE)表面的直接电子转移。Nafion膜的滴加能提高电极的选择性和稳定性。实验过程中借助紫外-可见吸收光谱和透射电子显微镜进行表征,实验结果证明:GNPs的高导电和高催化性能,结合植酸胶束的优良生物相容性和对酶的高负载量的特点,使得吸附在其上的HRP保持活性,制备的生物传感器能对H2O2进行电催化还原。Nafion/HRP-IP6micelles-GNPs/GCE对H2O2的线性浓度范围为5×10-7～1.15×10-5mol/L(线性相关系数r=0.993,n=9),最低检测限为0.1μmol/L(信噪比S/N=3),米氏常数为0.002 4 mmol/L。     

纳米Pt/聚吡咯/HRP酶共固定微电极传感器及对血清中H2O2的快速测定

将聚吡咯(PPy)和辣根过氧化物酶(HRP)以电聚合的方式沉积在微Pt电极(φ=10μm)上,再以电化学沉积法将纳米Pt颗粒沉积在电极表面,由此制备出纳米Pt/HRP-PPy共固定微电极传感器(Pt/HRP-PPy-nano Pt CME),研究了其电化学行为。在除O2的磷酸盐缓冲液(PBS)中,该电极加速了H2O2还原反应,而沉积在PPy上的纳米Pt显著催化了该反应。以计时电流法定量分析H2O2,在30℃的0.02mol/LpH=7.0PBS中检测H2O2,在0.001～0.3mmol/L浓度范围呈现线性响应,相关系数为0.9972,检测下限达0.3μmol·L-1(S/N=3)。该传感器对H2O2电流响应灵敏度高(0.42mA.cm-2·mmol·L-1)、迅速(7.3s)、稳定性好。此传感器表现出Michaelis-Menten行为,KaMpp为0.033mmol·L-1。较小的KaMpp值表明固定在微Pt电极表面的纳米Pt/HRP对H2O2具有较高亲和性。检测了实际人血清样品中H2O2,结果和对照方法一致,本电极可用作痕量H2O2生医传感器。     

MWCNTs/nano-CeO_2/PANI修饰的H_2O_2传感器

采用循环伏安和滴涂的方法在玻碳电极上制备出一种均匀且具有高电活性聚苯胺(PANI)/多壁碳纳米管(MWCNTs)/纳米氧化铈(nano-CeO2)复合膜。从膜的厚度、pH值、碳纳米管(CNTs)与nanoCeO2的质量比等方面系统地研究了复合膜探测H2O2浓度的各影响因素。结果表明:循环伏安聚合25圈的聚苯胺分散和固定CNTs,nano-CeO2,以及辣根H2O2酶的能力较好,且以CNTs与nano-CeO2的质量比为15∶1的复合膜在pH=6.4的缓冲溶液中具有较高的电活性。该复合膜修饰的电极对H2O2具有良好的响应电流,较快的响应时间(5 s),较宽的检测范围为5.0×10-6~3.95×10-4mol/L,较低的检出极限7.6×10-7mol/L(S/N=3 dB)。     

基于碳纳米管／壳聚糖／纳米金活性界面的辣根过氧化物酶传感器研制

利用壳聚糖(Chitosan)的成膜性能以及碳纳米管在其中良好的分散性,在玻碳电极表面首先形成碳纳米管/壳聚糖膜,通过膜表面丰富的氨基与纳米金的强静电吸附,在玻碳电极表面获得稳定的纳米Au修饰层,吸附固定辣根过氧化物酶(HRP),制得无需电子媒介的H2O2生物传感器.循环伏安曲线显示,当加入H2O2溶液后,阴极峰电流增大,而阳极电流相应减少,表明通过碳纳米管/壳聚糖/纳米金活性界面固定在玻碳电极表面的HRP与电极之间有良好的直接电子传导能力,对H2O2的还原具有良好的电催化活性,H2O2的测定线性范围为5×10-5～2.7×10-3mol/L.     

纳米银/ds-DNA/聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）复合膜修饰电极的制备及应用于过氧化氢无酶传感器

在室温水相中,通过电化学方法在玻碳电极上先聚合了聚（3, 4-乙烯基二氧）噻吩（PEDOT）,然后又电沉积了双链DNA（ds-DNA）和银纳米粒子（Nano-Ag）,制备了Nano-Ag/ds-DNA/PEDOT复合膜修饰玻碳电极（GCE）。对该复合膜进行了表征,并研究了该复合膜修饰电极的电化学行为以及对过氧化氢（H2O2）的电催化还原。结果显示,施加工作电位为-0.3 V时,修饰电极对H2O2有着很好的电催化还原能力,达到稳态电流的响应时间小于5 s。因此,该修饰电极可作为无酶传感器用于对H2O2的快速检测。传感器的催化还原电流与H2O2浓度在10 μM-16 mM范围内呈现良好的线性关系,检出限为2.36 μM（S/N=3）。     

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DNA-Hb修饰的聚合二氧化锆/金电极过氧化氢生物传感器的研究

以聚合二氧化锆(ZrO2)薄膜修饰的金电极为基底,通过在二氧化锆修饰电极表面滴涂DNA和血红蛋白(Hb)溶液制备了性能优良的DNA-Hb/ZrO2/Au过氧化氢传感器.该传感器对H2O2的还原显示出较好的电催化响应,固定在电极表面的Hb在0.1 mol/L(pH5.0)PBS中对过氧化氢响应灵敏度高,检测范围宽(1.7×10-7～3.0×10-3～mol/L),检测下限低(8.0×10-8～tool/L),并且表现出良好的热稳定性和高选择性.     

氧气对NOx传感器气敏特性的影响

实验采用丝网印刷技术制作了以钇稳定氧化锆固体电解质(YSZ)为固体电解质、NiO为敏感电极和Pt为参考电极的混合电位型NOx传感器,并在高温(450～750 ℃)含NO和O2气氛中测试其气敏性能.测试结果显示该传感器在450～500 ℃和550～750 ℃时分别表现为电势幅值随温度升高而减小的正电势和负电势;同一NO浓度下,电势和半圆弧型阻抗谱只是随着O2含量在一定范围内的增大而分别增大和缩小.考虑到O2会把NO氧化成NO2,同时结合对传感器的理化性能、响应电势和阻抗谱及工作机理的的分析,研究了O2对NOx传感器气敏性能的影响.     

NiFe2O4纳米材料的气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和NiCl2*6H2O为原料,通过新型化学共沉淀法制备了纳米尺寸的NiFe2O4粉体,利用XRD、TEM等手段研究了其结构特性.NiFe2O4是一种新型的P型半导体气敏材料.以NiFe2O4纳米粉体为原料制备了烧结型旁热式气敏元件,该元件对甲苯具有较高的灵敏度和好的选择性,并对气敏机理给予了解释.     

Nb2对TiO2响应TMA气敏特性的改善

在金属氧化物TiO2中,掺入另一种金属氧化物Nb2O5,使得原响应三甲胺（TMA）气体灵敏度和降低器件阻值等方面,均有突破性进展.     

纳米ZnFe2O4的制备及其气敏性能研究

采用柠檬酸盐热解法制备出纳米ZnFe2O4粉末,其物相纯净,颗粒分散性好,尺寸小于50 nm.实验结果表明,ZnFe2O4晶粒生长随焙烧温度升高存在两个生长阶段,即快速生长I区和正常生长II区.随着烧结温度的升高,厚膜元件电阻快速下降.ZnFe2O4厚膜元件对苯及其衍生物蒸汽有较高的敏感度,且存在最佳工作温度和最佳烧结温度,分别为360℃和500℃.     

TiO2—V2O5—Li2O系湿敏陶瓷材料的改性研究

研究了掺杂ＺｎＯ对ＴｉＯ２－Ｖ２Ｏ－Ｌｉ２Ｏ系湿敏材料结构及性能的影响。结果表明：参杂ＺｎＯ改善了材料微结构，提高了材料的硬度，烧结温度，湿度灵敏度及稳定性，改性材料以ＴｉＯ２为主相，粒界生成ＬｉＺｎＶＯ４感湿玻璃，其中低Ｖ２Ｏ５掺杂的材料Ａ孔隙度及灵敏度较高，高Ｖ２Ｏ５掺杂的材料Ｂ固有阻值低。     

纳米Al2O3对催化传感器稳定性的影响

采用碳热还原法制备催化传感器的载体Al2O3,呈纳米带的结构,使催化传感器灵敏度的稳定性得到明显的提高.分析其原因主要有两点,第一是制备的Al2O3具有材料一致性好,载体的孔径适中,粒度分布合理,比表面适当等特点,使催化剂Pt和Pb在载体表面的分布均匀;第二是纳米结构的Al2O3载体密实性好,强度高,抗烧结能力强,表面积稳定.催化传感器在长时间工作中灵敏度衰减的主要原因是载体表面积在高温条件下的变化和催化剂在载体表面的迁移,纳米结构的Al2O3较好地阻止了这种现象的发生,因此提高了催化传感器灵敏度的稳定性.     

TiO_2-V_2O_5-K_2O系湿敏陶瓷材料的改性研究

研究了添加正硅酸酯[Si(OC_2H_s)_4]对TiO_2-V-2O_5-K_2O(Na_2O)湿敏陶瓷材料性能的影响.结果表明:材料是以金红石型TiO_2为主相,粒界生成含K~+(Na~+)离子的硅玻璃相.其中添加聚合度为3.0或2.5的Si(OC_2H_5)_4,经900℃烧结2h的材料具有较完善的微结构、较高的湿度灵敏度和稳定性.     

Fe_2O_3-MgO(K_2O)陶瓷湿敏特性的研究

报导了不同含量的MgO、K_2O掺杂对Fe_2O_3为基的陶瓷材料湿敏特性影响的研究结果.确定了使材料湿敏特性得到很大改善的掺杂含量.并通过XRD、SEM的分析,对其感湿机理进行了讨论。还报导了环境温度变化对材料湿敏特性的影响情况.