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基于碲微管修饰的铂电极对过氧化氢的低电位高灵敏检测

已有 4546 次阅读 2011-6-25 13:11 |系统分类:科研笔记| 物理化学, 过氧化氢, 敏感元件

生物传感器(Biosensor)是一类分析器件,它将一种生物材料(如组织、微生物细胞、细胞器、细胞受体、酶、抗体、核酸等)、或生物衍生材料、或生物模拟材料,与物理化学传感器或传感微系统密切结合或联系起来,行使其分析功能,这种换能器或微系统可以是光学的、电化学的、热学的、压电的或磁学的。这是刊物《Biosensors and Bioeleetronies》网页对生物传感器的描述。 A.F.P.Turner教授将其简化定义为:“生物传感器是一种精致的分析器件,它结合一种生物的或生物衍生的敏感元件与一只理化换能器,能够产生间断或连续的数字信号,信号强弱与被分析物成比例”。这种描述如今已经被广泛接受。生物传感器是由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科相互渗透而成长起来的高新技术,能够对所需要检测的物质进行快速分析和追踪。生物传感器的出现,是科学家的兴趣和科学技术发展及社会发展需求多方面双驱动的结果,经过40多年的发展,已经成为一个涉及内容广泛、多学科介入和交叉、充满创新活力的领域。

过氧化氢的准确测定在工业、生物、临床诊断和环境检测等方面有着极其重要的意义。同时,它也是包括葡萄糖氧化酶、尿酸酶、胆固醇氧化酶、醇氧化酶、肌氨酸氧化酶、半乳糖氧化酶以及L-氨基酸氧化酶等在内的一系列酶促反应的重要副产物。因此,发展可靠、灵敏、快速、低成本的H2O2检测方法具有重要意义。目前,H2O2检测方法包括滴定法、光谱法、荧光法、化学发光法、色谱法及电化学法。其中,电化学法,尤其是基于各种过氧化物酶和血红蛋白的电流型生物传感器研究最为广泛,因为它们具有操作简便、高效、高灵敏度和高选择性等优点。然而,酶所固有的稳定性不佳、易失活的特点在一定程度上限制了该类传感器的应用。因此,基于无酶传感器的H2O2检测逐渐引起人们的兴趣。目前,普鲁士蓝、硫堇以及铂、银、氧化铜、氧化钴等金属、金属氧化物纳米材料都已被成功应用于H2O2无酶传感器的构建。
意大利的一个研究小组利用碲微米管修饰的普通铂片电极以计时电流法为检测手段,制得了过氧化氢的无酶传感器。碲微米管得制备比较简单,类似于CVD法制备碳纳米管,以碲粉为原料制得。碲可以自然地吸附在铂表面,各种检测手段也说明碲外层有一较薄的氧化层与铂结合作用较强。对铂有协同作用,对过氧化氢的氧化峰和还原峰都有增强作用。并且在在线分析流动注射技术中再次进行试验,发现检测下限,检测的线性范围,检测的选择性,以及检测的响应时间都达到非常好的效果。


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