基于碳纳米材料的电流型葡萄糖传感器的构建和性能研究

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1、万方数据公迷昙／J歹℃々UDC密级学位论文基于碳纳米材料的电流型葡萄糖传感器的构建和性能研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：王婷婷赵爽副教授东北大学理学院硕士学科类别：理学分析化学2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：徐章润教授于永丽副教授孙莹莹副教授东北大学2014年6月万方数据AThesisinAnalyticalChemistryFabricationandPerformanceStudyofAmperometricGlucoseSensorsBasedon

2、CarbonNano．．materialsByWangTingtingSupervisor：AssociateProfessorZhaoShuangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=6上。恩。学位论文作者签名：王畴赔日期：hI甲、7．／学位论文版权使用授权

3、书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年恕／／学位论文作者签名：王薅媾签字日期：沁m7、l导师签名：轶签字日期：。k，4．7．J万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于碳纳米材料的电流型葡萄糖传感器的构建和性能研究摘要葡萄糖是生物体内碳水化合物的主要组成成分，对维系生命体的新陈代谢过程起着至关重要

4、的作用。正常人体的血糖水平必须保持在一定的范围之内，葡萄糖含量过高或过低都会导致一系列疾病的发生，因此，及时监测血液中葡萄糖的含量对评估人的健康状况具有重要意义。目前检测葡萄糖的方法多种多样，其中电化学传感器因具有操作简单、选择性好、分析速度快等特点，在临床诊断、环境监测、食品工业等方面应用广泛。近年来，纳米材料发展迅速，已有不少文献报道了将其用于化学修饰电极的构建，纳米材料的引入进一步提高了葡萄糖生物传感器的性能。本研究以单壁碳纳米角、石墨烯和金属纳米粒子等为电极修饰材料，构建了三种新型的葡萄糖电化学生物传感器，主要内容如下：1．在玻碳电极上采用

5、滴涂单壁碳纳米角与电化学沉积铜纳米粒子相结合的方式，制备出一种新型的无酶葡萄糖电化学传感器。在碱性介质中其对葡萄糖有明显的电催化氧化作用，在0．35V应用电位下，测定葡萄糖浓度的线性范围是0．04。12．56mmol／L，检出限为17gmol／L(s／n=3)。该传感器的稳定性、重现性良好，且对L一半胱氨酸、抗坏血酸、多巴胺和尿酸具有抗干扰作用。2．首先通过循环伏安扫描在玻碳电极上电沉积金纳米粒子，然后利用壳聚糖固定葡萄糖氧化酶及单壁碳纳米角，最后以戊二醛交联，得到了一种稳定性良好的葡萄糖酶传感器。电化学测试表明：以羟基二茂铁为电子转移媒介体时传感

6、器能催化葡萄糖的氧化，其对葡萄糖的线性检测范围为O．08．4．80mmol／L，检出限为30gmol／L(s／n=3)。此外，该传感器能实现葡萄糖氧化酶的直接电化学，考察了扫描速度、pH的影响，以此为基础有望建立第三代葡萄糖生物传感器。3．利用氨基与醛基之间的Schiff反应，将醛基化的葡萄糖氧化酶(GOD)与氨基化的石墨烯．纳米金复合材料(rGO—Au)交替层层共价组装在玻碳电极上，构建了一种电流型葡萄糖酶传感器。实验对GOD／rGO．Au多层膜电极进行了电化学交流阻抗分析、循环伏安和电流．时间曲线测试，探讨了其对葡萄糖的电催化氧化，并实现了对葡

7、萄糖的线性检测。该传感器的重现性、稳定性良好。关键词：葡萄糖传感器；单壁碳纳米角；石墨烯；纳米粒子；葡萄糖氧化酶．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractFabricationandPerformanceStudyofAmperometric／11dtJluc0SeSensorsNano．．materialsAbstractBasedonCarbonGlucoseisthemajorcomponentofcarbohydratesinthelives，anditplaysavitalroleinsustainingmetabolis

8、m．Bloodsugarlevelinnormalhumanbodiesmustbekeptinacertainrange