Pt基中空纳米颗粒制备及在无酶葡萄糖传感器中的应用

摘要

酶在固定化过程中易失活，以及其催化活性易受到环境条件的影响等，使得酶传感器在实际应用中受到了一定条件的限制。因此，无酶葡萄糖传感器为血糖检测提供了一条新途径。
　　 纳米材料具有比表面积大、表面活性高以及催化效率高等优异特性，将其用于生物传感器，使得生物传感器的灵敏度、检测限、响应范围和稳定性等性能得到了很大的提升。本论文通过电流置换的方法制备Ag-Pt中空纳米颗粒，并将其用于修饰金电极(Ag-Pt HNPs/CS/Au)，构建无酶葡萄糖传感器。扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、粒径分析、紫外可见光谱(UV-vis Spectra)和X射线衍射(XRD)分析证实了Ag-Pt中空纳米颗粒的形成。电化学测试表明，Ag-PtHNPs/CS/Au具有较大的比表面积，电活性面积和高的电催化活性，对葡萄糖的线性范围为1～12 mM，灵敏度为7μA/mM(R=0.9991)，检测限为1.3×10-5M(S/N=3)；其构建的无酶传感器具有良好的稳定性和选择性。因此，Ag-Pt中空纳米颗粒修饰金电极有望构建无酶葡萄糖传感器，比传统的酶电极将有更加广泛的应用。
　　 与Ag纳米粒子相比，电流置换以铜为模板，可以使反应成本更低，反应更易发生。本文以Cu纳米颗粒为模板，采用电流置换的方法制备Cu-Pt中空合金纳米颗粒(Cu-Pt HBNPs)，通过SEM、TEM、XRD、UV-vis Spectra表明该颗粒为Cu-Pt中空合金纳米颗粒。电化学测试表明，Cu-Pt HBNPs/CS/Au电极具有更大的比表面积，更高的电催化活性。其构建无酶葡萄糖传感器制备方法简单易行，且灵敏度高(8μA/mM)，检测下限低(11.25μM(S/N=3))和检测线性范围较宽(0.5～14 mM)；具有良好的稳定性和选择性。因此，该电极可以作为一种很有应用前景的无酶葡萄糖电化学传感器。