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基于柔性衬底纳米ZnO酶电极制备及其生物传感特性研究

崔勇  
【摘要】:随着世界经济发展,糖尿病患者呈上升的趋势,由于其尚无根治的办法,世界卫生组织将糖尿病列为严重威胁人类健康的四大疾病之一。及早发现及早治疗能够最大程度的降低患者病痛和治疗成本。目前检测糖尿病的方法原理基于检测血糖浓度。适时随体检测血糖浓度对及早发现及早治疗糖尿病尤为重要。葡萄糖生物传感器在血糖检测程序当中起到重要作用。人们对于普通硬质衬底葡萄糖传感器酶电极的制备报道的比较多,而有关柔性衬底制备葡萄糖酶传感器电极的报道不多见,研究柔性衬底葡糖氧化酶电极可以实现体内植入,并且具有灵敏度高,响应时间短等优点。 ZnO纳米材料是目前制备生物传感器领域内具有广阔的研究和应用前景热点材料之一。柔性衬底聚酰亚胺具有可折叠弯曲便于携带等诸多优点,在聚酰亚胺上制备纳米ZnO酶电极可实现对血糖适时随体检测。本文对利用水热法在聚酰亚胺柔性衬底上生长ZnO纳米棒并通过X射线衍射,扫描电子显微镜,光致发光等测试手段进行晶体质量表征,利用ZnO纳米棒制备葡萄糖氧化酶电极并对其葡萄糖生物传感特性进行了研究。主要包括以下内容: (1)利用水热法在蒸镀了银膜(Ag)的聚酰亚胺柔性衬底表面生长ZnO纳米棒,通过晶体结构及其光学特性分析得出Ag作为种子层能够制备出较好的ZnO纳米材料。Ag能够作为种子层生长ZnO是由于柔性衬底表面银膜沿{111}面生长的小突起,ZnO在其表面能够成核尽而生长。 (2)利用静电吸附方法自组装ZnO纳米棒葡萄糖氧化酶电极,并利用傅里叶红外变换光谱测试证明固定在电极表面的酶保持了活性,同时利用三电极电化学工作站研究该酶电极的电化学传感特性,该葡萄糖传感器酶电极在浓度为1.52×10-3mmol/L至4.2mmol/L的范围内具有较好的线性关系,同时时间响应快达4.6s。


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