基于Nation／碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第1期2Ol0年1月ChineseJournalofAnalyticalChemist~125～128基于Nation／碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器汪美芳'张伟方宾(安徽师范大学化学与材料科学学院，芜湖241000)(皖南医学院化学教研室，芜湖241000)摘要采用滴涂法制备了Nafion／碳纳米粒子复合物修饰玻碳电极，该电极对H：0具有良好的电催化氧化性能。还利用滴涂法制备了N~'on／碳纳米粒子复合物包裹的葡萄糖酶电化学生物传感器，该生物传感器对葡萄糖有着良好的电催化作用。应用该传感器对葡萄糖进行了检测，检测线性范围为

2、2．0×10～～6．0×10一mol／I，检出限为1．6×10～moI(S／N=3)，实验结果表明该传感器具有良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。对小鼠If『L清样品中的葡萄糖进行检测，结果令人满意。关键词碳纳米粒子；过氧化氢；葡萄糖；电化学传感器1引言在生物传感器领域，酶电极占有重要地位。但由于酶通常具有较大的分子量，其氧化还原活性中心被厚的蛋白质层包裹，酶的活性中心往往难以与电极发生直接电子转移。通过对电极进行修饰的方法可改善酶的活性中心与电极的作用，实现电子的直接传递。在酶传感器中使用纳米材料，不仅可以增加酶的吸附量和稳定性，而且可以提高酶的催化活性，显著提高酶电极的

3、电流响应灵敏度，。碳基纳米材料，由于其独特的纳米结构，既具有良好的导电性，又能保持蛋白酶的生物活性，使其在生物传感器及生物反应系统中具有极大的应用潜力一。碳纳米粒子(CNPs)是一种新型的纳米材料，可明显促进生物分子的电子传递作用和生物活性的催化作用。文献[10，11]采用Nation分散碳纳米材料，由于Nation上富含大量的亲水性磺酸基团，具有较好的水溶性，而且Nation膜也具有较好的阳离子选择性和生物相容性，因此常被用于电极表面的修饰和安培型传感器的构建，选用Nation分散碳纳米材料，可有效提高碳纳米材料的分散性，并简化传感器的制作并改善传感器的响应性能。参考文

4、献[13]制备了Nation／碳纳米粒子复合物，并将酶电极技术与纳米技术相结合，研制出Natim~碳纳米粒子修饰的葡萄糖生物传感器。此传感器测量范围、重复性和测量速度等性能都比以往方法有明显优势。碳纳米粒子的这些特性对于提高生物检测的灵敏度和稳定性具有重要意义．H。2实验部分2．1仪器与试剂CHI660B电化学工作站(上海辰华仪器公司)；JL．180型超声波清洗仪(上海杰理科技有限公司)；电化学测量采用三电极系统：玻碳电极(=3mm)或修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极。葡萄糖(中国医药集团上海化学试剂公司)，H0(上海化学试剂公司)，葡萄糖氧化

5、酶(GOD，Sigma公司)；其它试剂均为分析纯；不同pH值磷酸盐缓冲溶液(PBS，25mmoL／L)；实验用水为二次石英蒸馏水；实验在室温下进行。2．2电极的处理将玻碳电极(=3mm)在金相砂纸上打磨，再依次在1．0，0．3和0．05m的A1：0悬浊液上抛光成镜面，再在无水乙醇和二次蒸馏水中分别超声洗涤5min，用氮气吹干，待用。2．3修饰玻碳电极制备参照文献[13]的方法制备Nation／碳纳米粒子复合物，操作如下：将洁净玻璃板置于燃烧蜡烛的上20094)4-25收稿；2009-07—13接受本文系国家自然科学基金(No．20675001)资助课题}E-mail：bi

6、nfang47@~ahoo．toni．cn_分析化学第38卷方，收集玻板上的蜡烛烟尘，将0．1mg烟尘溶解于10mL1％Nation乙醇溶液中，超声90min后，即得到Nation／碳纳米粒子复合物。以5000r／rain离心10min，除去粒径较大的产物。将10LNailon／碳纳米粒子复合物滴涂于处理好的玻碳电极上，待溶剂挥发至干，即制得Nation／碳纳米粒子复合物修饰的玻碳电极。将葡萄糖氧化酶加入Nation／碳纳米粒子复合物中，葡萄糖氧化酶的含量为5g／L，向处理好的玻碳电极上滴涂1ONation／碳纳米粒子／葡萄糖氧化酶复合物，自然干燥后，用PBS缓冲液冲洗，

7、制备的酶电极放在4℃的冰箱内保存备用。2．4测试方法电化学实验均在10mL25mmol／LPBS缓冲溶液(pH7．4)中进行。实验时，加入适量H，O，或葡萄糖溶液，采用循环伏安法和计时电流法进行测试。循环伏安实验在静止的电解质溶液中进行；计时安培实验在电磁搅拌下进行。待加上操作电压，背景电流达到稳定值后，迅速加入一定浓度的H，O，或葡萄糖溶液到测量池中，相应的电流变化值作为响应信号。电化学测量均在室温条件下进行。除非特别说明，所有测试的底液均通高纯氮气20min除氧，并在整个实验过程中保持氮气气氛。3结果与讨论3．1碳纳米粒子