碳納米管在葡萄糖生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、碳納米管以其特有的機(jī)械強(qiáng)度、高比表面積、快速電子傳遞效應(yīng)和化學(xué)穩(wěn)定性，成為各學(xué)科領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。近年來碳納米管因?yàn)楠?dú)特的電子結(jié)構(gòu)使其被廣泛地應(yīng)用于電化學(xué)生物傳感器。碳納米管修飾電極不僅可以提高電子傳遞速度，而且由于其比表面積大能夠作為一種優(yōu)良的催化劑載體。 本文采用多壁碳納米管為研究對象，以擴(kuò)展多壁碳納米管在生物電化學(xué)傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用為目的分成三部分開展了研究。第一部分探討了多壁碳納米管在金電極上的共價(jià)固定及其構(gòu)成的葡萄糖生

2、物傳感器的電化學(xué)行為：先在金電極上自組裝一層巰基乙氨，將除雜、羧基化后的多壁碳納米管(MWNTs)溶液滴在該電極表面上可獲得Au/MWNTs修飾電極。通過電化學(xué)沉積納米鉑(Pt)在CNT電極上構(gòu)建一種新型的復(fù)合材料修飾電極。并用掃描電鏡對該復(fù)合材料進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)表明高分散具有較大比表面積的納米MWNTs/Pt修飾電極對H2O2的氧化呈現(xiàn)良好的電催化作用。以MWNTs/Pt為基底，通過納米金吸附葡萄糖氧化酶制成葡萄糖生物傳感器，該傳感器

3、的靈敏度高，線性范圍寬并且保持良好的穩(wěn)定性。第二部分探討了胺基團(tuán)修飾碳納米管。利用多聚賴氨酸對碳納米管進(jìn)行改性，再利用戊二醛的交聯(lián)作用固定葡萄糖氧化酶，這樣一種酶分子的固定方法可以增加固定的分子數(shù)量，從而增強(qiáng)反應(yīng)信號。Nafion是一種全氟化的磺酸酯聚合電解質(zhì)，能夠很好地溶解碳納米管。我們將修飾葡萄糖氧化酶的碳納米管和Nafion混合均勻，然后涂在鉑納米顆粒修飾的金電極上成功制備成葡萄糖生物傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該傳感器具有響應(yīng)時(shí)間短、靈

4、敏度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。第三部分探討了以多聚賴氨酸（polylysine)包埋碳納米管和葡萄糖氧化酶制備葡萄糖生物傳感器。多聚賴氨酸(Polylysine)對蛋白有較強(qiáng)的吸附能力和保持蛋白結(jié)構(gòu)不變的能力。將碳納米管和葡萄糖氧化酶加入多聚賴氨酸溶液中，充分混合超聲30min然后在鉑電極上涂一層膜制成葡萄糖生物傳感器。實(shí)驗(yàn)表明，碳納米管可以提高酶的催化活性，使酶電極的電流響應(yīng)靈敏度得到顯著的提高。用該電極檢測葡萄糖有很好的電流響應(yīng)和較低的檢