应用铜氧化物及聚吡咯复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器的研究
葡萄糖含量的检测在医疗诊断，食品工业，生物技术等许多领域都有十分重要的应用。电化学葡萄糖传感器主要分为两种，酶葡萄糖传感器和无酶葡萄糖传感器。因为酶内在的性质，导致酶葡萄糖传感器重现性差，热化学不稳定。为了克服酶葡萄糖传感器的缺点，无酶葡萄糖传感器受到关注。过渡金属氧化物展示了好的电催化氧化葡萄糖的性能。氧化铜(CuO)与氧化亚铜(Cu2O)具有良好的氧化还原性能、稳定性和电催化性能。聚吡咯(PPy)纳米线是一种优良的导电高分子纳米材料，因其具有大的比表面积、高导电性、良好的生物相容性，可以作为制备葡萄糖传感器的有效的基底材料。聚吡咯纳米线和过渡金属氧化物纳米粒的协同作用，可以改善无酶葡萄糖传感器的性能。
本文基于上述研究背景，在金电极表面制备铜氧化物(CuxO)纳米粒修饰的聚吡咯纳米线，即铜氧化物与聚吡咯复合纳米材料(CuxO/PPy/Au)。将其应用于无酶葡萄糖传感器，进行葡萄糖浓度检测。聚吡咯纳米线的合成通过电化学沉积法，沉积于聚吡咯纳米线表面的铜氧化物纳米粒的合成通过电化学沉积法和电化学原位氧化法。扫描电子显微镜(SEM)图像展示了PPy纳米线和CuxO纳米粒修饰PPy纳米线的形貌特征。未修饰的PPy纳米线，光滑，直径约为100 nm。CuxO纳米粒修饰PPy纳米线，CuxO纳米粒沿PPy纳米线排列整齐，纳米粒的粒径约为90 nm。X射线衍射分析和能谱分析确认了CuxO/PPy/Au的元素及结构组成。交流阻抗测试(EIS)测定了在含有10 mM[Fe(CN)6]4-/-的电解液中CuxO/PPy/Au表面的电子传导阻力约为187Ω。采用，循环伏安法(CV)和恒电位计时电流法在碱性溶液中研究了CuxO/PPy/Au对葡萄糖的电催化氧化性能。该传感器线性范围为0-8 mM，是目前报道的基于氧化铜或氧化亚铜的无酶葡萄糖传感器线性范围的两倍。传感器的响应时间为5 s，灵敏度为232.22μAmM-1cm-2，检测限为6.2μM(信噪比=3)。采用已制备的CuxO/PPy/Au电极检测人血清中的葡萄糖含量，检测得到的血样中的葡萄糖浓度与医院提供的血糖测试结果一致。除此之外，该传感器展示了优越的选择性、重现性和稳定性。这些精湛的性能使CuxO/PPy/Au可以作为一个好的无酶葡萄糖传感器并应用于临床血糖的检测。
无酶传感器;聚吡咯;铜氧化物;复合纳米材料
厦门大学
硕士
药理学
朱铉
2013
中文
TP212.3;TB383
80
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）