基于Nafion-碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器.doc
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基于Nafion/碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器
【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H2O2具有良好的电催化氧化性能。还利用滴涂法制备了Nafion/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 2.0×10-6~6.0×10-3 mol/L,检出限为1.6×10-6 mol/L(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。对小鼠血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
Abstract The nafion/carbon nanoparticles(CNPs) composite film modified glassy carbon electrode was prepared by dropwise method,and the electrocatalyst of H2O2 at Nafion/CNPs modified electrode was investigated.The results show that electrocataytic activitie for detection of H2O2 at the modified electrode is very good.The biosensing application of CNPs was demonstrated through fabrication of an electrochemical biosensor.The biosensor was constructed by encapsulating glucose oxidase in the Nafion/CNPs composite film.The biosensor had good electrocatalytic activity toward oxidation of glucose.The glucose biosensor shows a linear range from 2.0×10-6 to 6.0×10-3 mol/L with a detection limit of 1.6×10-6 mol/L.The biosensor shows high stability,good reproducibility and can avoid the commonly coexisted interference.In addition,real rat serum samples were analyzed by this biosensor with satisfactory results.
Keywords Carbon nanoparticles; Hydrogen peroxide peroxide;Glucose; Electrochemical biosensor
1 引言
在生物传感器领域,酶电极占有重要地位[1]。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[2]。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[3~5]。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,显著提高酶电极的电流响应灵敏度[6,7]。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[8,9]。
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Nafion分散碳纳米材料,由于Nafion上富含大量的亲水性磺酸基团,具有较好的水溶性,而且Nafion膜也具有较好的阳离子选择性和生物相容性[12],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Nafion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。实验发现,Nafion/碳纳米粒子膜的厚度与 H2O2的修饰量直接相关,因此考察了滴涂不同体积的Nafion/碳纳米粒子对电极性能的影响。结果显示,当Nafion/碳纳米粒子体积小于10 μL时,电极对H2O2的响应电流会随修饰体积的增大而增大; 而当修饰体积在10 ~15 μL时,电极对 H2O2的响应电流相差不大; 修饰体积大于 15 μL时,电极对 H2O2的响应电流反而减小。这可能是修饰膜较厚,从而使响
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