基于丝网印刷技术的非酶葡萄糖传感器研究

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2、硕±回Ｉ脚巧咖阿■編ｉｄ鮮巧ｉ刘学文纖曲魏臻教授ｗＭ、＇＇：户：诲．；．一０一－天津理工大学研究生院二六年月娘名ｌｌ健吉巧本人声论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取明所呈交的学位和致谢么处外，论文中不包含其他得的研究成果，除了文中特别加臥标注理工大孚或－人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得义津研其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。究所做的任何贡献均３月口、巧期学往冷丈作者签诗欠签李；於伯年少

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4、传感器研究（申请工程硕士学位）工程领域：光学工程研究方向：新型传感器作者姓名：刘学文指导教师：魏臻2016年1月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeStudyonNon-enzymaticGlucoseSensorsBasedonScreenPrintingTechniquesByLiuxuewenSupervisorWeizhenJanuary2016摘要葡萄糖含量的检测在临床诊断，生物技术和食品安全等领域有着非常广泛的应用。基于葡

5、萄糖氧化酶的葡萄糖传感器以其高灵敏度、强选择性和低检测限等优点，被国内外的研究学者广泛研究。但是，葡萄糖氧化酶的活性容易受到诸如温度、湿度、pH值和有毒化学品等的干扰，导致其活性和稳定性大大降低。为了克服以上缺点，研究学者们开始研究稳定性和重现性更好的非酶葡萄糖传感器。近年来，在国内外的研究中大多使用金属（金、铂、铜、镍）、金属氧化物（氧化亚铜、氧化铜、氧化镍、氧化锌）、合金（铂-铅、金-铜、铂-铜、铂-金、铜-银、氧化铜-银）和金属/金属氧化物-碳系复合材料（金-碳纳米管、氧化铜-石墨烯）来修饰电极，成功制成了非酶葡萄糖传感器

6、，并取得了一定的成绩。但由于制作传感器使用的材料和电极的缺点，使其在电化学性能和应用上受到了很大的限制。本研究利用简单的原位氧化还原法制备了氧化铜纳米片（CuO）和氧化铜纳米片-多壁碳纳米管（CuO-MWCNTs）复合材料，将材料烘干研磨成粉调成印刷浆料后，采用丝网印刷机在石墨电极和银插指电极上套印传感层。用该方法制备的非酶葡萄糖传感器具有响应速度快、灵敏度高、检测限度低、线性区间宽、稳定性好等优点。本研究的主要工作如下所述。首先，采用原位氧化还原法制备了氧化铜纳米片和氧化铜纳米片-多壁碳纳米管复合材料，通过扫描电镜（SEM）、

7、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）表征表明氧化铜纳米片与多壁碳纳米管以网状形式交织在一起。将CuO-MWCNTs固体粉末研磨，与松油醇、乙基纤维素混合均匀调好粘度后，制成印刷浆料。其次，使用纳米银浆料在PET塑料上丝网印制银插指电极。以石墨片和烘干的银插指为基底，使用CuO-MWCNTs印刷浆料丝网印刷，制成两种不同基底的非酶葡萄糖传感器。再次，通过循环伏安法（CV）、计时电流法（I-t）对比研究了CuO-MWCNTs修饰石墨电极、CuO-MWCNTs修饰银插指电极和银插指电极催化氧化葡萄糖的反应机理、响应时间、灵敏度、检

8、测限度等。结果表明，氧化铜和银均具有催化氧化葡萄糖的作用，且使用CuO-MWCNTs修饰银插指电极制成的非酶葡萄糖传感器较石墨电极具有更高的灵敏度、更快的响应速度、更宽的线性区间和更低的检测限度。最后，利用所研制的传感器对尿酸（UA）、多巴胺（DA）、抗坏血酸（