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微波等离子体等方法修饰碳纳米管及其在葡萄糖传感器中的应用

作者：许银玉 Publish: 2006-9-20 Hits:-

【中文题名】

微波等离子体等方法修饰碳纳米管及其在葡萄糖传感器中的应用

【英文题名】

Micro Wave Plasma Treated Carbon Nanotubes and Their Application in Glucose Biosensor Construction

【学科专业】

分析化学

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-9-20

【中关键词】

葡萄糖生物传感器,碳纳米管,微波等离子体,铂纳米颗粒,金纳米颗粒,葡萄糖氧化酶

【英关键词】

carbon nanotubes,Microwave Plasma,Glucose oxidase,Pt nanoparticle,Au nanoparticle,Biosensor,Glucose,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>生物传感器、医学传感器

【论文摘要】

碳纳米管作为一种纳米材料,由于小粒径、大比表面积效应,可对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应,常用于酶传感器的构建。基于酶对特定底物响应而构建的电化学酶生物传感器,具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点,因此具有广泛的应用前景。在电化学生物传感器的研制中,将酶稳定、高效地固定到基体电极表面而形成传感器敏感膜是一项关键的技术,本研究工作致力于发展新型生物材料固定方法,以达到改进固定酶活性、延长传感器使用寿命,提高回收率等目的,主要完成了以下研究工作: 1、利用微波等离子体技术对碳纳米管进行修饰提高其水溶性,在等离子体处理的过程中,采用了氨水作为前驱体,使其修饰上亲水性氨基,获得氨基化碳纳米管,该碳纳米管在水溶液中具有良好的溶解性能。采用红外光谱、X射线衍射表征、高分辨率数码成像等表征方法进行了表征,红外光谱谱图中的3319 cm-1及1055~822 cm-1处的峰说明了碳纳米管上修饰了大量氨基;X射线衍射则表明碳纳米管在经过辉光放电后,其主要结构未被破坏。同时,我们以葡萄糖氧化酶作为模型,研究了氨基化碳纳米管在生物传感器构建方面的应用。由于氨基化碳纳米管具有良好的生物兼容性和较...

【论文题纲】

学位论文原创性声明与学位论文版权使用授权书	4-5
摘要	5-7
Abstract	7-12
第1章绪言	12-21
1.1 酶传感器的分类	12-14
1.1.1 基于电子媒介体的酶传感器	13
1.1.2 无需电子媒介体传感器	13-14
1.2 酶传感器的固定化方法	14-15
1.3 酶传感器固定化技术的发展	15-19
1.3.1 成膜技术的发展	15-16
1.3.2 纳米材料在传感器中的应用	16-19
1.4 本研究工作的构思	19-21
第2 章基于微波等离子体修饰的碳纳米管构建葡萄糖传感器	21-33
2.1 前言	21-22
2.2 实验部分	22-23
2.2.1 试剂与仪器	22
2.2.2 电极的处理	22
2.2.3 碳纳米管的处理	22-23
2.2.4 葡萄糖生物传感器的制备	23
2.3 氨基化碳纳米管的特性	23-28
2.3.1 氨基化碳纳米管的化学特性	23-25
2.3.2 氨基化碳纳米管的溶解性	25-26
2.3.3 氨基化碳纳米管的电化学性能	26
2.3.4 氨基化碳纳米管在生物传感器中的性能	26-28
2.4 结果与讨论	28-32
2.4.1 电极制备条件优化	28-29
2.4.2 实验条件的优化	29-30
2.4.3 传感器的响应	30-32
2.5 小结	32-33
第3章基于二茂铁修饰的碳纳米管构建葡萄糖传感器	33-41
3.1 前言	33-34
3.2 实验部分	34-35
3.2.1 仪器和试剂	34
3.2.2 电极的处理	34
3.2.3 碳纳米管的处理	34-35
3.2.4 葡萄糖传感器的制备	35
3.2.5 实验方法	35
3.3 结果与讨论	35-40
3.3.1 二茂铁修饰的碳纳米管的循环伏安特性	35-36
3.3.2 酶电极对葡萄糖的计时电流响应	36-37
3.3.3 实验条件优化	37-39
3.3.4 酶电极的传感特性	39
3.3.5 电极在血浆溶液中的回收率检测	39-40
3.4 小结	40-41
第4章基于铂纳米颗粒修饰碳纳米管 Nafion 膜电极的葡萄糖传感器	41-49
4.1 前言	41
4.2 实验部分	41-42
4.2.1 仪器和试剂	41-42
4.2.2 电极的处理	42
4.2.3 碳纳米管的处理	42
4.2.4 葡萄糖传感器的制备	42
4.2.5 实验方法	42
4.3 结果与讨论	42-48
4.3.1 Nafion-MWNT/GCE 和 Nafion/GCE 在 K_3Fe(CN)_6/ K_2Fe(CN)_4 溶液中的电化学行为	42-43
4.3.2 电沉积铂纳米粒子对实验的催化效应	43-45
4.3.3 酶电极对葡萄糖的计时电流响应	45-47
4.3.4 实验条件优化	47
4.3.5 电极的寿命、重现性及校正曲线	47-48
4.4 小结	48-49
第5章碳纳米管负载纳米金构建葡萄糖传感器	49-56
5.1 前言	49
5.2 实验部分	49-51
5.2.1 仪器和试剂	49-50
5.2.2 电极的处理	50
5.2.3 碳纳米管的处理	50
5.2.4 纳米金溶液的制备	50
5.2.5 葡萄糖传感器的制备	50
5.2.6 试验方法	50-51
5.3 结果与讨论	51-55
5.3.1 酶电极在K_3Fe(CN)_6/ K_2Fe(CN)_4 溶液中的电化学行为	51
5.3.2 酶电极对过氧化氢、葡萄糖的计时电流响应	51-52
5.3.3 实验条件优化	52-54
5.3.4 电极的寿命、重现性及校正曲线	54-55
5.4 小结	55-56
结论	56-58
参考文献	58-67
附录攻读学位期间发表的学术论文	67-68
致谢	68

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.379942



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