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本论文的主要研究工作是研制基于普鲁士蓝及其类似物的化学与生物传感器。重点是在化学修饰电极的研制中引入纳米技术,利用电极表面修饰的纳米粒子,提高电极电催化效率、电极和酶之间的电子交换速率。制作纳米增强型普鲁士蓝及其类似物修饰电极,在此基础上构造化学与生物传感器。采用循环伏安技术、线性扫描技术、计时电流法、傅立叶变换红外光谱法、扫描电子显微镜技术对固定的修饰剂进行了性能表征。
制备了表面容易更新的普鲁士蓝掺杂固体石蜡碳糊电极,研究了该电极对过氧化氢的电催化还原及对水合肼的电催化氧化特性。电极对过氧化氢和水合肼的检测线性范围分别为6.4×10-6~2.2×10-4mol/L和1.2×10-6~3.0×10-4mol/L。该电极稳定性高于以电化学法制备PB敏感膜为基础构造的化学修饰电极。
采用溶胶-凝胶法制备了含有纳米普鲁士蓝颗粒的二氧化钛溶胶-凝胶。得到的溶胶-凝胶适合制作印刷型化学修饰电极。制备了纳米普鲁士蓝修饰电极与一次性葡萄糖传感器。纳米普鲁士蓝修饰电极对H2O2的电还原催化性能较常规普鲁士蓝修饰电极显著提高。电极上固载的酶保持了原有的活性,葡萄糖传感器可在低还原电位(-0.05V)下检测人血清中葡萄糖含量。对葡萄糖标准样品检测的线性范围为0.5~24mmol/L,表观米氏常数Km=8.04mmol/L。该传感器的重现性、稳定性好。论文所研究的溶胶-凝胶法可望用于批量制作高灵敏度一次性化学和生物传感器。
以自制印刷碳电极为基底电极,溶胶-凝胶法制备了六氰合铁酸铜(CuHCF)与六氰合铁酸镍(NiHCF)修饰电极。CuHCF修饰电极用于过氧化氢的测定,线性范围1.0×10-6~1.5×10-4mol/L。NiHCF化学修饰电极伏安法检测多巴胺,线性范围5×10-6~1.8×10-4mol/L,安培法检测多巴胺,线性范围2.0×10-6~1.0×10-2mol/L。其中伏安法检测多巴胺,峰电位低,选择性好。