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基本信息

項目名稱：
基于 Pt/AZO 微納米材料修飾電極的新型葡萄糖傳感器的探索研究
小類：
能源化工
簡介：
以利用溶膠-凝膠技術(shù)制備的鋁摻雜納米氧化鋅（AZO）為載體, 采用微波法制備了鉑負(fù)載Pt/AZO催化劑。將葡萄糖氧化酶通過戊二醛共價交聯(lián)到電極表面，制備葡萄糖傳感器。 采用循環(huán)伏安法、計時電流等電化學(xué)測試技術(shù)測定所制備的生物傳感器對H2O2和葡萄糖的電催化活性。
詳細(xì)介紹：
新型納米材料和納米復(fù)合材料可以增強電化學(xué)酶生物傳感器的響應(yīng)信號和穩(wěn)定性。以納米材料為基礎(chǔ)設(shè)計制備的葡萄糖、過氧化氫等生物傳感器需要能在低電位下具有高靈敏度、低檢測下限和快響應(yīng)速度。 鑒于Al摻雜的ZnO(AZO)具有優(yōu)良的導(dǎo)電性可作為各種催化劑材料的導(dǎo)體，故本項目采用溶膠-凝膠法制備摻Al的 ZnO納米材料AZO，接著以AZO為載體采用微波法制備Pt/AZO納米催化劑材料，通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)等技術(shù)對樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進行表征。然后將此納米材料組裝到電極表面，再將葡萄糖氧化酶通過戊二醛共價交聯(lián)到電極，以制備具有較好的導(dǎo)電性、較快的響應(yīng)速度、較寬的響應(yīng)范圍及良好的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性的生物傳感器。 最后，一定的電壓下，采用循環(huán)伏安法、計時電流等電化學(xué)測試技術(shù)測定所制備的生物傳感器對H2O2和葡萄糖的電催化活性。（H2O2是大量基于氧化酶的酶反應(yīng)中間產(chǎn)物）

作品圖片

  • 基于 Pt/AZO 微納米材料修飾電極的新型葡萄糖傳感器的探索研究
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  • 基于 Pt/AZO 微納米材料修飾電極的新型葡萄糖傳感器的探索研究

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：解決以納米氧化物為催化劑載體的生物傳感器導(dǎo)電性差的問題，實現(xiàn)對葡萄糖的無干擾檢測。 基本思路：以溶膠-凝膠技術(shù)制備的AZO為載體, 采用微波法制備Pt/AZO催化劑。將葡萄糖氧化酶通過戊二醛共價交聯(lián)到電極表面，制備葡萄糖傳感器。通過XRD、TEM等技術(shù)進行結(jié)構(gòu)和形貌的表征。采用電化學(xué)測試技術(shù)測定生物傳感器對H2O2和葡萄糖的電催化活性。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

以導(dǎo)電性良好的AZO為催化劑載體制備葡萄糖傳感器。ZnO具有優(yōu)良的半導(dǎo)體及光學(xué)和壓電性能，經(jīng)過摻雜鋁（Al）后的氧化鋅其導(dǎo)電性能比純氧化鋅有了很大的提高，是一種性能良好、成本低廉的導(dǎo)電材料。其可見光波段的透光性也有了很大的改善，可應(yīng)用于透明電極、壓電器件、氣體傳感器、催化劑載體等眾多領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。而根據(jù)我們的文獻檢索，目前還沒有利用AZO為載體制備葡萄糖傳感器的報道。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

納米結(jié)構(gòu)的材料具有獨特的光學(xué)、電學(xué)和催化特性及良好的生物相容性。近年來，納米材料在電子設(shè)備和納米傳感器等許多領(lǐng)域得到廣泛研究與應(yīng)用。將納米材料應(yīng)用于生物傳感器的制備可以較大提高傳感器的響應(yīng)性能。 由于寬禁帶的結(jié)構(gòu)特性，氧化鋅具有優(yōu)良的半導(dǎo)體及光學(xué)和壓電性能。經(jīng)過摻雜鋁后的氧化鋅導(dǎo)電性能大大提高，是一種性能良好、成本低廉的導(dǎo)電材料。

學(xué)術(shù)論文摘要

以鋁摻雜的納米氧化鋅（AZO）為載體, 采用微波法制備了鉑負(fù)載Pt/AZO催化劑，通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)等技術(shù)對樣品進行表征，并采用循環(huán)伏安法、計時電流等測試技術(shù)測定其對H2O2和葡萄糖的電催化活性。結(jié)果表明：當(dāng)Al在AZO中的含量為4%時，Pt/AZO復(fù)合催化劑對H2O2和葡萄糖的催化活性最高。

獲獎情況

未曾發(fā)表

鑒定結(jié)果

無

參考文獻

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同類課題研究水平概述

近幾年，生物傳感器的研究工作得到了蓬勃發(fā)展，其中尤以固定氧化酶為基礎(chǔ)的電流型生物傳感器發(fā)展最為迅速。當(dāng)今，納米材料在生物傳感器中的應(yīng)用，使其研究進入嶄新階段，但是，葡萄糖生物傳感器的靈敏度還有待提高。 根據(jù)我們的文獻檢索，目前還沒有利用AZO為載體制備葡萄糖傳感器的報道。
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