新型葡萄糖电化学传感器的研究与分析应用开题报告
电化学传感器的研究和应用
电化学传感器的研究和应用电化学传感器是一种利用电化学反应原理来检测物质浓度、品质及相关物理化学参数的传感器。
它具有灵敏度高、响应时间快、可重复性好等优点，被广泛应用于环境监测、医学检测、食品安全等领域，成为现代化检测技术不可或缺的重要组成部分。
一、电化学传感器的基本原理电化学传感器是利用电极和待测物质之间的交互作用来进行测量的。
在电化学传感器的测量过程中，电极是关键组成部分。
电极的电位与待测物质的浓度成正比，因此通过检测电极电位的变化可以推断待测物质的浓度。
电极的构成形式也有很多种，例如金属电极、半导体电极、离子选择性电极等。
其中离子选择性电极常用于测定生理参数。
二、电化学传感器的种类电化学传感器按照测量电位的变化方式可以分为伏安型传感器和阻抗型传感器两种。
伏安型传感器是最常见的一种传感器，它通过测量电极电流与电极电位之间的关系来确定待测物质的浓度。
伏安型传感器可以分为交流伏安法和直流伏安法两种。
阻抗型传感器是利用电极表面附着物的电阻变化来检测待测物质的浓度。
阻抗型传感器被广泛应用于检测生物样品中的蛋白质、DNA等生物分子。
阻抗型传感器具有灵敏度高、响应时间快等优点，成为生物传感领域中的重要研究方向。
三、电化学传感器在环境监测中的应用电化学传感器在环境监测中的应用非常广泛。
例如，电化学气体传感器可以用于检测空气中的甲醛、二氧化碳、烟雾等有害气体，通过提高室内空气质量保障人们的健康。
同时，电化学传感器也被广泛应用于污染物监测领域，例如检测水中的重金属离子、有机物质等有害物质，为环境保护提供有力支撑。
四、电化学传感器在医学检测中的应用电化学传感器在医学检测中也具有广泛应用前景。
医学小分子检测中常常采用了基于电化学传感器的生物传感器对药物，代谢产物等进行检测。
例如，电化学生化传感器可以在生化反应过程中测量待测物质的改变，检测生物内生化反应中一些关键的酶活性等指标，从而进行疾病诊断，药物研发等。
五、电化学传感器的展望当前随着传感器技术的飞速发展，电化学传感器也在不断向更高灵敏度、更快的响应速度、更低的成本等方向进行改进，发展出许多新型电化学传感器。
新型电化学传感器的研究及应用
新型电化学传感器的研究及应用1.引言电化学传感器是一种能够将化学信息转化为电化学信号的装置，近年来得到了广泛的研究。
本文将探讨新型电化学传感器的研究及其在各个领域的应用。
2.新型电化学传感器的研究进展2.1纳米材料在电化学传感器中的应用纳米材料具有较大的比表面积和较好的传导性能，使其成为新型电化学传感器的重要研究方向。
研究人员通过合成不同形状、不同结构和不同尺寸的纳米材料，提高了传感器的灵敏度和选择性。
例如，金纳米颗粒是常用的催化剂，在电化学传感器中被广泛应用于检测环境中的重金属离子和有害气体。
2.2 生物传感器的发展生物传感器是一种利用生物分子与目标物质相互作用的电化学传感器。
近年来，生物传感器在医学诊断、生物学研究和环境监测等领域得到了广泛应用。
研究人员通过改良电极界面，提高了生物传感器的灵敏度和检测范围。
例如，通过修饰电极表面，可以实现对生物分子（如蛋白质、DNA等）的高灵敏度检测和定量分析。
3.新型电化学传感器在环境监测中的应用3.1 水质监测电化学传感器在水质监测中起着重要作用。
通过检测水中溶解氧、PH值和有机物等指标，可以评估水体的质量。
新型电化学传感器可以更加快速准确地监测水质指标，并具有更好的耐用性和稳定性。
3.2 大气环境监测大气环境中的污染物对人们的健康和环境造成了严重影响。
新型电化学传感器可以用于检测大气环境中的有害气体浓度，如二氧化硫、氮氧化物等。
这些传感器能够快速反应，对低浓度气体具有较高的灵敏度和选择性。
4.新型电化学传感器在医学诊断中的应用4.1 生物传感器在临床诊断中的应用生物传感器可以通过检测人体内各种生物分子的含量，帮助医生进行疾病的早期诊断和治疗。
例如，通过检测血液中的生物标志物，可以实现对肿瘤、心脑血管疾病等的非侵入性检测和监测。
4.2 医学成像中的应用新型电化学传感器也可以应用于医学成像中。
通过与磁共振成像和超声成像等技术相结合，可以实现人体内部病变的高分辨率成像。
葡萄糖生物传感器研究概况
葡萄糖生物传感器研究概况葡萄糖是动物和植物体内碳水化合物的主要组成部分，因此葡萄糖的定量测定在生物化学、临床化学和食品分析中都占有很重要的位置。
1954年Clark的氧电极分析方法使活体组织氧分压的无损测量成为可能，由此打开了生物传感器这一研究领域。
50多年来各国科研人员对生物传感器的研究和发展使得葡萄糖传感器在食品分析、发酵控制、临床检验等诸多方面得到应用并发挥了重要的作用。
本文对葡萄糖生物传感器的分类、原理及发展概况等作一简要概述。
1.概念生物传感器是用来侦测生体内或生体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的一种装置，Gronow将其定义为“使用固定化的生物分子结合换能器”[1]。
它利用生物化学和电化学反映原理，将生化反应信号转换为电信号，通过对电信号进行放大和转换，进而测量被测物质及其浓度[2]，是一种集现代生物技术与先进的电子技术于一体的高科技产品。
生物传感器可用于探索揭示生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律，探讨应用于人类经济活动的基本方法。
葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多、商品化最早的生物传感器[3]，为葡萄糖氧化酶，GOD）经固化后于氧电极组成成。
这一生物传感器可在非常短的响应时间（glucose oxidase内完成对葡萄糖的测定，其线性范围为0～30mg?dL-1，能稳定使用22d，测定的相对标准偏差小于1.2。
2.分类关于葡萄糖生物传感器的分类，不同的研究方向，有不同的分类方法，主要有以下三种分类。
一是根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件划分为：酶传感器（enzyme sensor），微生）），组织传感器（tis-suesensor物传感器（microbial sensor），细胞传感器（original sensor和免疫传感器（immunolsensor）。
二是根据生物传感器的换能器即信号转换器分类，如：生物电极（bioelectrode）传感器，半），热生物传），光生物传感器（optical biosensor导体生物传感器（semi conduct biosensor）等。
电化学传感器的构建与应用研究
电化学传感器的构建与应用研究一、前言在现代科技的快速发展中，电化学传感器作为一种重要的检测和监测工具，已经得到了广泛的应用。
电化学传感器能够通过电化学反应转化为电信号，对特定的分析目标进行快速、准确的检测和监测。
本文将重点探讨电化学传感器的构建方法和应用研究。
二、电化学传感器的构建电化学传感器的构建主要包括传感材料的选择、传感器的结构设计以及电化学实验平台的搭建。
传感材料的选择是构建电化学传感器的核心，其性能直接影响传感器的灵敏度、选择性和稳定性。
常用的传感材料包括金属、混合氧化物、纳米材料等。
在选择传感材料时，需要考虑目标分析物的性质和测量需求，以及传感材料的电化学活性和稳定性。
传感器的结构设计是实现传感器功能的关键。
常见的电化学传感器结构包括薄膜传感器、微电极阵列传感器和纳米传感器等。
薄膜传感器是利用传感材料涂覆在电极表面进行检测，具有体积小、响应速度快的优势。
微电极阵列传感器通过阵列化的微电极提高了传感器的灵敏度和选择性。
纳米传感器利用纳米材料的独特性质，可以实现对微量目标分析物的高灵敏度检测。
电化学实验平台的搭建是电化学传感器研究的基础。
包括电化学工作站、电化学电池以及相关的数据采集和分析系统。
电化学工作站可以提供精确的电势控制和电流测量，保证传感器实验的可重复性和准确性。
电化学电池的选择和设计要考虑传感器工作所需的工作电位范围和电流范围。
数据采集和分析系统可以实时监测和分析传感器输出的电信号，提供有效的数据处理和分析方法。
三、电化学传感器的应用研究电化学传感器广泛应用于环境检测、生物医学、食品安全等领域。
以环境检测为例，电化学传感器可以实现对水质中重金属离子、有机物等污染物的快速检测。
通过修饰传感材料的电极表面，使其对目标污染物具有选择性，从而实现对特定污染物的高灵敏度检测。
此外，通过构建微生物传感器，电化学传感器还可以实现对环境中微生物的检测和监测。
在生物医学领域，电化学传感器被广泛应用于疾病的诊断和治疗。
电化学生物传感器的研究与应用现状
电化学生物传感器的研究与应用现状电化学生物传感器的研究目前主要集中在三个方向：传感器构建、信号放大和检测仪器的开发。
传感器构建主要包括生物识别分子的修饰和载体材料的选择。
生物识别分子可以是抗体、酶、DNA等，通过与目标物质的特异性相互作用，实现对目标物质的检测。
载体材料选择需要考虑电化学活性、生物兼容性、稳定性等因素，常见的载体材料有玻碳电极、金属薄膜等。
信号放大主要通过引入纳米材料、纳米结构或功能材料，增强电化学传感器的灵敏度。
检测仪器的开发旨在提高传感器的检测性能和实用性，主要包括微流控技术、传感器阵列和便携式检测仪器等。
电化学生物传感器在医学诊断领域的应用已经取得了重要进展。
例如，血糖仪是最常见的电化学生物传感器之一，用于测试血液中的葡萄糖含量，对糖尿病患者的日常管理起到了重要作用。
此外，电化学生物传感器还可以用于监测血清中的肿瘤标志物、心肌酶等，辅助临床诊断，提高疾病的早期诊断率。
在食品安全方面，电化学生物传感器也发挥着重要作用。
传统的食品检测方法通常需要昂贵的仪器设备和复杂的分析程序，而电化学生物传感器则具有快速、灵敏和简单的优点。
通过检测食品样品中的有害物质，例如重金属、农药残留和毒素等，电化学生物传感器能够有效地保证食品安全，减少食品中的有害物质对人体的危害。
此外，电化学生物传感器还被广泛应用于环境监测。
例如，可以利用电化学生物传感器检测水体中的有毒金属离子、有机物污染物等，为环境污染监控提供有效手段。
另外，电化学生物传感器还可以用于检测空气中的污染物，例如二氧化硫、氮氧化物等，为空气质量监测提供帮助。
总之，电化学生物传感器是一种有着广泛应用前景的检测技术。
随着传感器构建、信号放大和检测仪器的不断改进和创新，电化学生物传感器将在医学诊断、食品安全、环境监测等领域发挥更加重要的作用。
葡萄糖生物传感器的制备和应用
葡萄糖生物传感器的制备和应用一、实验目的学习和掌握国内外数据库查询综合运用的方法。
二、实验方法原理由于葡萄糖测定在医疗诊断、发酵工业中占有相当重要地位, 如何快速准确地测定这一问题一直是重要的研究课题，所以葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多、商品化最早的生物传感器。
通过图书馆馆藏数据库，掌握国内外数据库查询综合运用方法，查找与本实验相关的资料信息，初步了解生物传感器的原理，应用以及发展。
找出自己感兴趣的葡萄糖生物传感器的制备方法，设计实验方案。
三、实验步骤1、进入华南农业大学图书馆主页，点击网络数据库，如CNKI期刊、博士、硕士论文全文库等，进入检索界面。
2、分析实验题目，确定检索主题词，编写检索式。
3、查询生物传感器的原理，应用及发展。
4、查询葡萄糖生物传感器设计原理、制作步骤、性能测试指标。
5、以一种感兴趣的方法设计实验方案，写出能进行实验的报告。
四、结果处理1、生物传感器的原理：(1)生物功能物质的分子识别：生物传感器的原理以生物功能物质的分子识别为基础。
例如，酶是一种高效生物催化剂，其比一般催化剂高106～1010倍，且一般都在常温常压下进行。
此外，酶还具有高度的专一性(它只对特定物质进行选择性催化)。
酶催化反应可表示为：酶+底物酶·底物中间复合物—→产物+酶形成中间复合物是其专一性与高效率的原因所在。
由于酶分子具有一定的空间构型，只有当作用物的结构与酶的一定部位上的构型互相吻合时，它才能与酶结合进而受酶的催化。
酶的分子空间构型是它进行分子识别的基础。
图1表示酶的分子识别功能。
抗体的分子识别功能与酶类似。
细胞器、微生物及动物组织等是分子集合体，结构比较复杂，其识别功能亦复杂。
图1 酶的分子识别功能(2)生物传感器工作原理：按照受体学说，细胞的识别作用是由于嵌合于细胞膜表面的受体与外界的配位体发生了共价结合，通过细胞膜通透性的改变，诱发了一系列电化学过程。
膜反应所产生的变化再分别通过电极、半图2 生物传感器原理导体器件、热敏电阻、光电二极管或声波检测器等转换成电信号，如图2所示。
电化学传感器的发展与应用分析
电化学传感器的发展与应用分析近年来，电化学传感技术得到了广泛应用和发展。
该技术利用电极表面发生的化学反应对被检测物进行定量检测或定性分析。
其特点是具有高灵敏度、高选择性、实时分析和易于操作等优点。
本文将详细介绍电化学传感器的发展历程和应用领域。
一、电化学传感器的发展历程电化学传感器的历史可以追溯到19世纪70年代，法国化学家S. I. Bielmann在研究铂电极时发现了极电位随着电极上溶液活性的变化而变化。
这启示了人们利用这种现象来进行化学分析。
20世纪初，英国化学家W.N. Lacey和美国化学家E.E. Somers等人独立发明了玻璃电极和氢电极，为电化学传感器的发展奠定了基础。
20世纪50年代，被广泛应用的玻璃电极和氢电极逐渐被石墨电极和金属电极所取代。
50年代末到60年代初期，电化学传感器以其优良的分析性能和便捷的操作方式在不同领域得到了广泛应用。
70年代以后，化学传感技术的发展带来了新型电化学传感器，如滴定电极、循环伏安电化学传感器等，进一步拓展了电化学传感器的应用领域。
80年代以后，微型化、集成化和智能化等新技术的出现，使得电化学传感器得到更加广泛的应用。
二、电化学传感器的应用领域1. 环境监测电化学传感器在环境监测中的应用主要包括水质监测和大气污染监测。
水质监测方面，电化学传感器被广泛用于水中重金属、有机物和离子等成分的检测，如Cd2+、As3+、Pb2+、Cr3+、Cu2+、Fe3+等。
大气污染监测方面，电化学传感器可用于检测氮氧化物、硫化物、甲醛等有害气体。
此外，电化学传感器还可以应用于土壤污染、垃圾处理和噪声等环境监测领域。
2. 医学卫生电化学传感器在医学卫生领域的应用主要包括血糖监测、心肌梗死诊断、药物检测和神经监测等。
例如，电解质传感器可用于人体电解质成分的监测，电化学免疫传感器可用于诊断疾病和药物检测。
3. 食品安全电化学传感器在食品安全领域的应用主要包括食品中酸碱度、维生素、脂肪酸和残留农药等成分的检测。
葡萄糖传感器技术的应用发展
葡萄糖传感器技术的应用发展随着计算机、微电子和生物技术的发展，葡萄糖传感器技术已经得到了广泛的应用和发展。
葡萄糖传感器作为一种先进的、高度敏感的检测设备，可以广泛应用于糖尿病治疗、食品生产、环境监测等领域。
在未来，随着技术的不断创新和完善，葡萄糖传感器技术将在更多的领域发挥其独特的作用。
一、葡萄糖传感器技术的基础葡萄糖传感器技术的实现基于特定的生物材料或化学试剂，它们可以将葡萄糖的浓度转化为一种可测量的信号。
葡萄糖传感器最初是在1956年首次发明的，它使用了一种特定的酶，可以将葡萄糖转化为另一种化合物，进而产生电流变化。
由于这种传感器的灵敏度较低，因此无法在实际应用中得到广泛的应用。
随着时间的推移，葡萄糖传感器技术也在进一步的完善和改进。
例如，现代的葡萄糖传感器使用了更高效的酶，可以将葡萄糖转化为葡萄糖酸或过氧化氢等化合物。
这种方法可以提高传感器的灵敏度，并减少在阈值下额外的信号干扰。
二、葡萄糖传感器技术的应用领域葡萄糖传感器技术可以在许多应用领域中得到广泛的应用。
以下是一些关键的应用领域：1. 糖尿病治疗葡萄糖传感器技术可以在糖尿病治疗中得到广泛应用。
它可以通过检测血糖的浓度，及时发出警报，让糖尿病患者在必要时及时使用胰岛素或其他药物进行额外的治疗。
这种传感器通常是通过皮下注射或其他体外装置进行植入，以便在血液中检测出葡萄糖的浓度变化。
这种技术的发展为糖尿病治疗带来了重大的改善。
2. 食品生产葡萄糖传感器技术可以在食品生产中得到广泛应用。
例如，在啤酒酿造过程中，发酵的麦芽中含有葡萄糖，而麦芽在发酵过程中会将其转化为酒精。
通过检测麦芽中葡萄糖的浓度，可以监测酒精的生产过程，并确定最终的酒精浓度。
这种传感器还可以用于其他食品生产中，例如在果汁和饮料中检测糖的含量。
3. 环境监测葡萄糖传感器技术可以在环境监测方面得到广泛应用。
例如，它可以用于监测污染物在水中的浓度变化，或用于检测植物在土壤中的生长情况。
基于生物成像的葡萄糖传感器设计及应用
基于生物成像的葡萄糖传感器设计及应用在当今科技高速发展的时代，越来越多的人开始关注健康和饮食问题。
葡萄糖作为人体内能量代谢的重要成分，对于掌握身体健康状态至关重要。
传统的血糖检测方式需要采集血样，这种方法虽然可靠，但操作不太方便，需要一个熟练的医生或护士来完成。
近年来，随着生物成像技术的发展，基于生物成像的葡萄糖传感器逐渐成为了研究热点。
本文就基于生物成像的葡萄糖传感器设计及应用展开探讨。
一、传统血糖检测的限制传统的血糖检测方式需要采集血液样本，这不仅需要一定的培训和专业技能，而且还容易导致一些并发症，如炎症、感染和血栓形成等。
此外，取样检测需要在特定的时间和地点进行，给糖尿病患者的日常生活带来了很多不便利。
二、基于生物成像的葡萄糖传感器原理基于生物成像的葡萄糖传感器是通过光学和成像技术来实现的。
葡萄糖作为电解质，在生物组织中具有相当高的折射率，可以通过将光线引导到生物识别器件中来得到高分辨率的图像信息。
利用葡萄糖和氧气之间的反应，可以得到人体内的葡萄糖含量和代谢状态，从而进行诊断和治疗。
三、基于生物成像的葡萄糖传感器的特点1、非侵入性采集方式，不会给患者带来疼痛和并发症。
2、可随时随地进行检测，方便患者的日常生活。
3、精度高，可实现实时监测，便于临床医生对糖尿病患者的治疗进行指导和控制。
4、可追踪葡萄糖代谢的动态变化，从而更好地掌握身体健康状态。
四、基于生物成像的葡萄糖传感器的应用1、生活中的应用随着基于生物成像的葡萄糖传感器的不断发展和完善，其在生活中的应用变得越来越广泛。
例如，基于葡萄糖传感器技术的智能手表、手机等设备的研发，可以实时监测糖尿病患者血糖变化，方便患者自我管理和治疗。
此外，基于生物成像的葡萄糖传感器在食品安全检测、饮食调节等方面也有着广泛的应用。
2、医疗领域的应用在医疗领域，基于生物成像的葡萄糖传感器主要应用于糖尿病的治疗和管理。
传统的血糖检测方法需要每天多次采样，但基于生物成像的葡萄糖传感器可以实现随时随地的监测，便于医生了解糖尿病患者病情的动态变化。
基于贵金属纳米结构的电化学葡萄糖生物传感研究
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毕业设计论文开题报告论文题目一种基于无酶的电化学葡萄糖传感器的研究选题意义：传感器和传感器技术已经成为现代社会中的重要部分,它在我们的生活生产中无处不在,起着重要的作用;目前在各种期刊上已经发表了大量关于传感器的各种领域的论文;包括分子识别、纳米技术、聚合物化学、微流技术、分子生物学都能作为潜在的传感器应用技术;无论在现在还是在将来,传感器都拥有巨大的价值;传感器可以测量环境组成、健康状况、机器性能、食品质量等等;举例来说,汽车发动机内如果安装上氧气传感器,通过检测氧气含量,可以帮助优化发动机内的空气-燃料比,从而实现优化引擎性能,提高能效比;葡萄糖传感器如果能实现连续在线检测,糖尿病人就可以实时监测自身的血糖变化,从而调节饮食,控制血糖浓度,或者按照需要注射胰岛素;如果将传感器连上封闭控制的胰岛素注射器,还能实现胰岛素的自行注射,使糖尿病人过上普通人的生活;因此,对葡萄糖传感器的研究具有十分重要的现实意义;与有酵葡萄糖传感器比较,无酶葡萄糖传感器具有以下优点:首先,无酶葡萄糖传感器不受糖易变性失活的影响,不需要在特殊条件下保存,比有酶葡萄糖传感器使用寿命要长;其次,制备无酶葡萄糖传感器比较简单,没有把酶修饰到电极上的技术难题;再次, 无酶型的传感器制备成本要比有酶葡萄糖传感器便宜,因为酶的制备和纯化都较为困难,这就导致酶的使用价格比较高;最后无酶葡萄糖传感器的稳定性和重现性方面都比有酶生物传感器优良,因为它不受修饰到电极上的酶的数量的影响;虽然近年来电化学方法检测葡萄糖体现出大量的优点,然而这些新型材料在检测葡萄糖时也表现出一定的缺点,如无酶葡萄糖传感器氧化选择性并没有酶电极传感器的选择性好,当样品中存在大量的抗坏血酸AA和尿酸UA时,使用镍电极检测也有相应的响应电流;而且部分无酶葡萄糖传感器成本也比较高,容易发生氯离子中毒等等,这些缺点都大大限制了它们的应用;因此,制备一种成本较低、高选择性、可快速可靠检测葡萄糖的无酶葡萄糖传感器仍是科研工作者关注的焦点;研究背景：检测葡萄糖含量的方法有很多种;实验室常用的方法是碘量法,实际应用中常用的方法有高效液相色谱法HPLC法、分光光度法、旋光度法、气相色谱法、生物传感器法,此外还有比色法、薄层色谱法等;葡萄糖的检测方法很多,各有利弊;髙效液相色谱法中的离子色谱法在近年来发展非常快;银类杂多酸常常用作分光光度法分析中的重要显色剂,用来测定桂、等物质;旋光度法常常用作检测葡萄糖的一种辅助方法,这是由于葡萄糖的结构比较复杂;用气相色谱法检测分析葡萄糖时,操作过程较为复杂,需要对葡萄糖进行桂酸化预处理;使用生物传感器法检测葡萄糖时,表现出线性检测范围宽、灵敏度高、成本比较低等优点,所以生物传感器法检测葡萄糖应用前景较好;葡萄糖传感器的研究一直为化学与生物传感器研究的热点,基于其使用变换器的物理化学原理,葡萄糖传感器可分为电化学传感器、压电传感器、热电传感器、声学传感器和光学传感器等等,其中电化学传感器是最早研制的生物传感器;按有无使用酶用于构建葡萄糖传感器,可将葡萄糖电化学传感器分为基于酶的葡萄糖电化学传感器和无酶电化学传感器;对于酶电极的电化学葡萄糖传感器的研究已经进行了几十年,同时也取得了令人满意的成果;但是随着研究的发展,人们发现,用酶来修饰电极暴露出了越来越多的缺点,比如电极稳定性不好,因为GOD在电极构造、储存和使用的过程中容易发生变性;酶的成本较高;GOD固定到电极上的过程复杂,仍然没有一种完美的方法,使得其既能满足酶的稳定性和高效性,又能使其不易脱落、失活;实验操作条件需要严格控制;实验数据重现性较差;抗干扰能力差等等;这些因素影响了酶电极葡萄糖生物传感器的灵敏度、稳定性及重现性,也限制了其产业化发展;因此,越来越多的科研工作开始关注无酶电极来解决这些问题;随着酶修饰电极葡萄糖传感器的缺点不断出现人们开始更多的关注无酶葡萄糖传感器;碳纳米管、稀有金属纳米材料、金属合金、以及金属纳米氧化物,等材料逐渐用于构建无酶葡萄糖传感器;用无酶葡萄糖传感器检测葡萄糖时,其表现出良好的电催化活性,总体来看,优点有线性范围广,检测限低,灵敏度高,选择性好,同时表现出很好的可重现性以及长期稳定性;纳米材料的一个应用是制备纳米级电极;对于纳米结构材料修饰的电极来说,纳米颗粒尺寸较小,表面的键态及电子态与内部的状态不同,从而使纳米颗粒表面活性的位置大大增加,而且纳米颗粒比表面积大、表面自由能高、具有良好的生物相容性,因此使纳米材料修饰电极具有较好的反应活性和选择性,进一步使修饰电极对某些特定物质的电化学行为产生某种特有的催化效应;纳米材料修饰电极主要有以下三类;(1)碳纳米管修饰电极；(2)金属纳米材料修饰电极；3纳米半导体材料修饰电极;国内外研究现状：很多文献报道使用碳纳米管或者将金属纳米材料与碳纳米管复合后的材料用作构建无酶葡萄糖传感器,检测葡萄糖时表现出良好的电化学性能;如Jian-Shan Ye等人使用多壁碳纳米管电极检测葡萄糖就表现出较好的电催化活性;稀有金属如Au、Ag、Pt等材料,常用做电极材料,制成无酶葡萄糖传感器来检测葡萄糖,并表现出良好的性能;如SejinPark等人用介孔Pt电极来检测葡萄糖,表现出良好的选择性、灵敏度以及稳定性;金属合金如Pt-Pb材料用于电极材料检测葡萄糖时,具有良好的电催化性能;如Jingpeng Wang等人合成纳米多孔Pt-Pb材料,用来检测葡萄糖时表现出很好的电催化活性;金属纳米粒子Pt、Ni等材料,也常用于修饰电极构建葡萄糖传感器检测葡萄糖,表现出良好性能;如Lian-Qing Rong等人在碳纳米管上修饰了高度分散的Pt纳米粒子,并用此材料钻-多壁碳纳米管Pt-MWCNTs 修饰电极,以及Li-Min Lu等人制备了Ni纳米线阵列电极,这些材料用于电化学方法检测葡萄糖时,都表现出良好电催化性能;金属氧化物如MnO2或金属纳米氧化物如纳米CuO等材料,常与碳纳米材料复合后,用于制成无酶葡萄糖传感器来检测葡萄糖,也表现出良好的性能;如Jin Chen等人将制备的MnO2/MWCNTs复合材料修饰到电极表面检测葡萄糖,表现出很好的电化学性能;Liao-Chuan Jiang等人用氧化铜纳米粒子修饰多壁碳纳米管制成CuO/MWCNTs电极来检测葡萄糖,也表现出良好的选择性、灵敏度以及稳定性;课题内容：1、本研究工作的目标在于通过纳米过渡金属氧化物NiO修饰碳糊电极、过渡金属Au的纳米复合材料修饰玻碳电极,构建无酶葡萄糖传感器,检测葡萄糖;并进一步探索了如何提高电化学无酶葡萄糖传感器的性能,改善它的选择性、灵敏度、检测限以及稳定性;2、工作准备：1在前期工作中,我们尝试使用了几种过渡金属氧化物的纳米材料修饰碳糊电极,用于检测葡萄糖;2 Ni、NiO或者NiOH2能够在电极表面通过NiOOH/NiOH2氧化还原对催化葡萄糖的电化学氧化;我们将氧化镍与碳糊混合制备电化学葡萄糖传感器;该材料可用于修饰玻碳电极,检测葡萄糖,表现出良好的电化学性能;研究步骤：一纳米过渡金属氧化物构建无酶葡萄糖传感器1、实验仪器1CHI842B电化学工作站2磁力揽拌器3YP15K电子天平4PH030A型干燥箱2、主要试剂纳米过渡金属氧化物NiO、Pr6O11、Sm2O3、Y2O3、CeO2、Nd2O3、Dy2O3Nanjing EmperorNano Material Co. Ltd.;石墨粉;石蜡;葡萄糖;实验用水为二次超纯水Milli-Q,其它试剂均为分析纯,使用前不需任何处理;标准溶点毛细管;3、电极的制备碳糊电极的制备:将石墨粉与石蜡按质量比为5:1混合,用研钵研磨后,形成碳糊;然后在一根毛细管中装入一定量的碳糊并压实,将一根铜丝从毛细管另一端插入电极,并用胶固定;碳糊电极的修饰:分别将纳米过渡金属氧化物NiO、Pr6O11、Sm2O3、Y2O3、CeO2、Nd2O3、Dy2O3与磨好的碳糊按照质量比1:5研磨混合后,取少量修饰到碳糊电极顶端大约1mm,用于检测葡萄糖;将纳米过渡金属氧化物NiO与磨好的碳糊按照质量比1:9研磨混合后,取少量修饰到碳糊电极顶端,用于检测葡萄糖;二纳米氧化镍材料修饰电极检测葡萄糖1、实验仪器1 Cm842B电化学工作站2磁力搜拌器3 YP15K电子天平4 PH030A型干燥箱5扫描电子显微镜2、主要试剂纳米过渡金属氧化物NiO Nanjing Emperor Nano Material Co. Ltd.;石墨粉;石蜡;葡萄糖;抗坏血酸AA;尿酸UC;实验用水为二次超纯水Milli-Q,其它试剂均为分析纯,使用前不需任何处理;标准焰点毛细管直径1mm;3、电极的制备碳糊电极的制备:将石墨粉与石錯按质量比为5:1混合,用研钵研磨后,形成碳糊;然后在一根毛细管中装入一定量的碳糊并压实,将一根铜丝从毛细管另一端插入电极,并用胶固定;碳糊电极的修饰:将纳米过渡金属氧化物NiO与磨好的碳糊按照质量比1:9研磨混合后,取少量修饰到碳糊电极顶端大约1mm,用于检测葡萄糖;预期研究结果：1、探索不同含量的NiO对修饰电极检测葡萄糖的影响;将不同含量的NiO 碳糊修饰到碳糊电极表面,分别选择NiO:CP=l: 5和NiO:CP=l: 9的碳糊修饰电极,检测葡萄糖;NiO修饰电极对葡萄糖的电催化响应信号与溶液中的OH-浓度和修饰材料表面的氧化还原电对NiOH2/NiOOH的含量相关2、基于Ni、NiO、Ni0H2的无酶电化学葡萄糖传感器已经多次被报道;将纳米NiO修饰的碳糊电极在高电位范围内进行扫描处理,然后检测葡萄糖;希望所得的无酶葡萄糖传感器在检测葡萄糖时能够有更好的响应速度,更高的灵敏性,更宽的检测范围等;研究进度安排2014年至2014年,课题内容确定,听取具体指导,着手准备所需仪器设备及药品;2015年至2015年,根据课题内容收集相关资料,确定论文题目,着手实验的开展;2015年至2015年,完成毕业论文任务书及开题报告,做好毕业论文的前期工作;2015年至2015年,实验阶段,收集相关数据,开展实验;2015年至2015年,数据处理,撰写毕业论文;2015年至2015年,毕业论文答辩,评定成绩；毕业论文总结;2015年至2015年,毕业论文工作总结;参考文献：1Jiang L C,Zhang W D. A highly sensitive nonenzymatic glucose sensor based on CuO nanoparticles-modified carbon nanotube electrodeJ. 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