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《哈尔滨工程大学》 2006年
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纳米半导体的制备及其在葡萄糖生物传感器中的应用

侯宪全  
【摘要】:糖尿病是世界性的多发病和常见病,成为仅次于心血管病、癌症的第三大危险疾病。因而,对人类血糖浓度快速、准确的测定对于糖尿病的诊断和治疗有着十分重要的意义。葡萄糖生物传感器的出现为血糖浓度的检测提供了一种方便快捷的方法,越来越受到人们的重视。 葡萄糖生物传感器的制备方法是利用载体和成膜剂把葡萄糖氧化酶(GOD)固定在特定电极上。传统的载体主要是有机聚合物、纤维、凝胶材料或者纳米Au、Pt等贵重金属。他们要么使制备的传感器灵敏度低,要么是材料价格昂贵,不适合高效、灵敏的检测和大规模应用的要求。 本文利用自己制备的纳米半导体氧化锌(ZnO)作为载体固定GOD。纳米ZnO不仅有巨大的比表面积和良好的催化性能,而且有良好的生物相容性,使得GOD既能很好的固定在电极表面,又能保持其生物活性。 本文首先利用紫外和透射电镜表征了反胶束法合成的ZnO,表明制备了尺寸均匀、分散的纳米颗粒。接着循环伏安法和电化学工作站研究了修饰电极的性质,证明纳米ZnO的加入提高了传感器的稳定性和响应灵敏度,修饰电极的电流响应是未加纳米颗粒电极响应的约100倍。降低了传感器的制作成本,约为相同条件下加入Au、Ag等贵重金属的20%。最后考察了温度、工作电压、溶液pH值和纳米ZnO的加入时的浓度对生物传感器的电流响应的影响,发现当温度为35℃、工作电压为0.4V、溶液pH值为6.8、纳米ZnO的浓度为5×10~(-3)mol/l时传感器的响应最佳。我们进一步考察了光对传感器电流响应的增强作用,认为可能的机理是光激发纳米半导体产生电子空穴,促进了葡萄糖氧化酶在其氧化态和还原态之间的转化,提高了其催化效率。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP212.3

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