自支撑Cu-MOFs及其衍生材料构建的无酶葡萄糖电化学传感器

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:striveformonen
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近几年,糖尿病已经成为世界性高发疾病之一,糖尿病人为了控制病情,每天多次检测血糖浓度的变化至关重要,因此本文致力于研发高效、可靠的葡萄糖传感器。市售的血糖仪大多为酶基葡萄糖电化学传感器,酶易受环境影响而失活,影响检测结果,因此研究者们尝试以贵金属、过渡金属、碳材料等为主的电极材料制备无酶葡萄糖电化学传感器。本文直接生长Cu-TCNQ于泡沫铜基体表面应用于无酶检测葡萄糖,克服了传统MOFs(金属有机骨架化合物)导电性差、结构易坍塌的困难,并且其自支撑的结构解决了传统化学修饰电极制备复杂、电活性材料易脱落、稳定性差等问题。同时以Cu-BTC为前驱体制备了性能优良的自支撑CuO工作电极用于无酶检测葡萄糖。以下为本论文的主要研究成果:本文采用常温下化学浴的方法,制备自支撑Cu-TCNQ纳米棒阵列电极并在400℃高温烧结以提升Cu-TCNQ的稳定性。研究结果显示,该电极检测葡萄糖的灵敏度高达34.96 m A·m M-1·cm-2,线性范围为1.00μmol·L-13.20 mmol·L-1,烧结后线性范围拓宽至5.17 mmol·L-1,检出限低至0.33μmol·L-1,并且该电极具有较好的选择性、重现性、长期稳定性及抗氯离子毒化性能,可用于人体血清样品的实际检测,测定结果具有较高的准确度和精密度。本文利用恒电位沉积方法,采用三电极体系,将Cu-BTC直接沉积在泡沫铜表面,再经过多次循环伏安扫描电化学过程将其转化为Cu O,该电极具有优异的无酶葡萄糖传感性能。研究结果显示,该电极检测葡萄糖的灵敏度高达27.69m A·m M-1·cm-2,线性范围为1.00μmol·L-15.40 mmol·L-1,检出限为0.33μmol·L-1,电极对葡萄糖具有良好的选择性,且表现出较好的重现性、长期稳定性和抗氯离子毒化性能,在人体血清样品的检测中能够获得与医院检测报告相近的结果,表明该电极具有实际应用价值。
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