基本信息
- 项目名称：
- 基于 Pt/AZO 微纳米材料修饰电极的新型葡萄糖传感器的探索研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以利用溶胶-凝胶技术制备的铝掺杂纳米氧化锌（AZO）为载体, 采用微波法制备了铂负载Pt/AZO催化剂。将葡萄糖氧化酶通过戊二醛共价交联到电极表面，制备葡萄糖传感器。 采用循环伏安法、计时电流等电化学测试技术测定所制备的生物传感器对H2O2和葡萄糖的电催化活性。
- 详细介绍：
- 新型纳米材料和纳米复合材料可以增强电化学酶生物传感器的响应信号和稳定性。以纳米材料为基础设计制备的葡萄糖、过氧化氢等生物传感器需要能在低电位下具有高灵敏度、低检测下限和快响应速度。 鉴于Al掺杂的ZnO(AZO)具有优良的导电性可作为各种催化剂材料的导体，故本项目采用溶胶-凝胶法制备掺Al的 ZnO纳米材料AZO，接着以AZO为载体采用微波法制备Pt/AZO纳米催化剂材料，通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术对样品的结构和形貌进行表征。然后将此纳米材料组装到电极表面，再将葡萄糖氧化酶通过戊二醛共价交联到电极，以制备具有较好的导电性、较快的响应速度、较宽的响应范围及良好的重现性与稳定性的生物传感器。 最后，一定的电压下，采用循环伏安法、计时电流等电化学测试技术测定所制备的生物传感器对H2O2和葡萄糖的电催化活性。（H2O2是大量基于氧化酶的酶反应中间产物）
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：解决以纳米氧化物为催化剂载体的生物传感器导电性差的问题，实现对葡萄糖的无干扰检测。 基本思路：以溶胶-凝胶技术制备的AZO为载体, 采用微波法制备Pt/AZO催化剂。将葡萄糖氧化酶通过戊二醛共价交联到电极表面，制备葡萄糖传感器。通过XRD、TEM等技术进行结构和形貌的表征。采用电化学测试技术测定生物传感器对H2O2和葡萄糖的电催化活性。
科学性、先进性及独特之处
- 以导电性良好的AZO为催化剂载体制备葡萄糖传感器。ZnO具有优良的半导体及光学和压电性能，经过掺杂铝（Al）后的氧化锌其导电性能比纯氧化锌有了很大的提高，是一种性能良好、成本低廉的导电材料。其可见光波段的透光性也有了很大的改善，可应用于透明电极、压电器件、气体传感器、催化剂载体等众多领域，具有广泛的应用前景。而根据我们的文献检索，目前还没有利用AZO为载体制备葡萄糖传感器的报道。
应用价值和现实意义
- 纳米结构的材料具有独特的光学、电学和催化特性及良好的生物相容性。近年来，纳米材料在电子设备和纳米传感器等许多领域得到广泛研究与应用。将纳米材料应用于生物传感器的制备可以较大提高传感器的响应性能。 由于宽禁带的结构特性，氧化锌具有优良的半导体及光学和压电性能。经过掺杂铝后的氧化锌导电性能大大提高，是一种性能良好、成本低廉的导电材料。
学术论文摘要
- 以铝掺杂的纳米氧化锌（AZO）为载体, 采用微波法制备了铂负载Pt/AZO催化剂，通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术对样品进行表征，并采用循环伏安法、计时电流等测试技术测定其对H2O2和葡萄糖的电催化活性。结果表明：当Al在AZO中的含量为4%时，Pt/AZO复合催化剂对H2O2和葡萄糖的催化活性最高。
获奖情况
- 未曾发表
鉴定结果
- 无
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 近几年，生物传感器的研究工作得到了蓬勃发展，其中尤以固定氧化酶为基础的电流型生物传感器发展最为迅速。当今，纳米材料在生物传感器中的应用，使其研究进入崭新阶段，但是，葡萄糖生物传感器的灵敏度还有待提高。 根据我们的文献检索，目前还没有利用AZO为载体制备葡萄糖传感器的报道。
