葡萄糖氧化酶-金纳米粒子修饰电极灵敏检测葡萄糖浓度

葡萄糖传感器的电极材料葡萄糖传感器是一种用于测量葡萄糖浓度的装置，广泛应用于医学、食品和环境监测等领域。

其中，电极材料是葡萄糖传感器中至关重要的组成部分。

本文将介绍葡萄糖传感器的电极材料及其特点。

1. 纳米材料纳米材料是葡萄糖传感器中常用的电极材料之一。

纳米材料具有较大的比表面积和优异的电化学性能，能够提高传感器的灵敏度和稳定性。

常见的纳米材料包括金纳米颗粒、银纳米颗粒和二维纳米材料等。

金纳米颗粒具有良好的电化学活性和生物相容性，可用于制备高灵敏度的葡萄糖传感器。

银纳米颗粒也具有较好的电化学性能，并具有抗菌作用，可用于制备具有抗菌功能的葡萄糖传感器。

二维纳米材料如石墨烯、二硫化钼等具有出色的导电性和生物相容性，能够提高传感器的灵敏度和选择性。

2. 金属材料金属材料是传统葡萄糖传感器中常用的电极材料之一。

常见的金属材料包括铂、银和金等。

这些金属具有良好的电导率和稳定性，能够有效地催化葡萄糖的氧化反应。

铂是最常用的金属材料之一，具有较高的电化学活性和稳定性，能够提高传感器的灵敏度和选择性。

3. 生物材料生物材料是葡萄糖传感器中独特的电极材料。

这些材料通常是通过将生物分子固定在电极表面来实现对葡萄糖的检测。

例如，将葡萄糖氧化酶固定在电极表面，通过测量氧化酶催化葡萄糖氧化产生的电流来测量葡萄糖浓度。

这种生物材料具有高度的选择性和灵敏度，常用于医学领域的葡萄糖监测。

4. 碳材料碳材料是一类新型的电极材料，具有优异的电化学性能和生物相容性。

常用的碳材料包括碳纳米管、石墨烯和碳纳米球等。

碳纳米管具有良好的导电性和机械强度，能够提高传感器的灵敏度和稳定性。

石墨烯是一种具有单原子厚度的二维材料，具有出色的电导率和生物相容性，可用于制备高灵敏度的葡萄糖传感器。

碳纳米球具有较大的比表面积和优异的电化学性能，能够增强传感器的灵敏度和稳定性。

葡萄糖传感器的电极材料是实现葡萄糖检测的关键因素之一。

不同的电极材料具有不同的特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的电极材料。

金纳米颗粒修饰钛电极的制备及其对葡萄糖氧化的电催化活性于文强;易清风
【期刊名称】《黄金》
【年(卷),期】2009(030)007
【摘要】利用恒电流电沉积法,制备出金纳米颗粒修饰钛电极(Au/Ti).利用循环伏安、电位阶跃等电化学技术,研究了碱性溶液中Au/Ti电极对葡萄糖氧化的电催化活性.与多晶金电极相比,葡萄糖在Au/Ti电极上氧化的起始电位更低、电流密度明显增加.实验表明,Au/Ti电极对葡萄糖氧化具有很高的电催化活性.对葡萄糖在
Au/Ti电极上的双电位阶跃分析表明,葡萄糖在0.1 ml/L NaOH溶液中的电化学氧化反应速率常数为5.79×104cm3/(mol.s).
【总页数】4页(P5-8)
【作者】于文强;易清风
【作者单位】湖南科技大学化学化工学院,411201;湖南科技大学化学化工学
院,411201
【正文语种】中文
【中图分类】O646
【相关文献】
1.新型纳米金直接修饰玻碳电极的制备及其电催化活性 [J], 黄健;杨昌柱;崔艳萍;张敬东;Munetaka Oyama;濮文虹;郑燕琼
2.钛钼氧化物负载硅钨酸盐聚苯胺膜修饰电极制备及对抗坏血酸的电催化 [J], 张
海丽;柳华春;闫红云;余新武
3.聚邻氨基酚/Ni2+修饰碳糊电极的制备及其对葡萄糖的电催化氧化 [J], 杨涛;焦奎;杨婕;赵常志;曲文营
4.氢氧化镍薄膜修饰玻碳电极的制备及其对 L-赖氨酸氧化的电催化活性 [J], 刘晓芹;郝瑶;郭满栋
5.电沉积纳米金修饰钛电极对甲醛的电催化氧化 [J], 于文强;易清风
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科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界(上接第12页)[2]毛秀英,吴欣娟,于荔梅,等.部分临床护士发生针刺伤情况的调查[J].中华护理杂志,2003,38(6):422-425.[3]庄丽琴,郑素玲.卫生学校护生针刺伤调查分析及防护[J].医学理论与实践,2010,23(3):370-372.[4]黄谨耘,陈清.在大专护生基础护理教学中开展职业防护教育的效果观察[J].护理学报,2009,16(8A):8-11.[5]龚小敏,陈遂,张静,等.江西省66所医院医护人员职业损伤状况调查[J].中国护理管理,2005,5(3):45-48.[责任编辑:杨玉洁]0引言在已经报道的各种不同种类的纳米材料中,纳米金属氧化物(NMOs)作为酶固定基质促进传感器的发展引起了人们的关注[1-3]。

金属的纳米结构的氧化物比如锌,铁,铈,锡,锆,钛,镁等金属,被发现具有功能化的生物相容性,高的表面反应活性,高的催化效率,无毒和催化特性,并且还表现出增强的电子转移动力学和很强的吸附能力,且对生物分子的固定化提供了一个合适的微环境,因此纳米金属氧化物逐渐被用来固定生物分子来构建含酶的生物传感器。

用NMOs 固定葡萄糖氧化酶(GOx)构建葡萄糖氧化酶传感器有很多方法,一种方法为使具有高的等电点(IEP)的NMOs 通过静电相互作用来固定具有低IEP 的酶,而使用此方法来改善葡萄糖传感器的灵敏度和线性范围是这个领域的研究焦点,以下综合介绍几种常见的NMOs 在葡萄糖氧化酶生物传感器中的应用进展。

1锌、铈、钛、铁、镁、镍等纳米氧化物在葡萄糖传感器中的应用现状梳状形貌的单晶氧化锌(ZnO)可通过气相沉积法制备出来,其具有的三维多孔网络提供了高的比表面积和良好的生物相容性,使得GOx 的负载量达到了很高的密度,基于这种NMOs 的葡萄糖传感器的灵敏度可达到15.33μA mM -1cm -2,GOx 对葡萄糖的亲和性也很高,米氏常数(K m )为2.19mM [4]。

专利名称：用磁性纳米粒子固定葡萄糖氧化酶测定痕量葡萄糖的方法
专利类型：发明专利
发明人：李建平,熊志刚
申请号：CN201110391001.X
申请日：20111129
公开号：CN102495047A
公开日：
20120613
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用磁性纳米粒子固定葡萄糖氧化酶测定痕量葡萄糖的方法。

在碳糊电极表面，通过磁性纳米粒子而修饰固定在电极表面的葡萄糖氧化酶氧化溶液中的葡萄糖生成双氧水，双氧水与鲁米诺溶液形成电致化学发光体系。

该体系在电极电压的作用下产生非常强的电致化学发光信号和电化学信号。

光信号强度在一定范围内与溶液中的葡萄糖浓度成正比。

据此建立了一种测定葡萄糖的电致化学发光分析方法。

在+0.2～+1.4V(vs.SCE)电位范围内进行循环伏安扫描，葡萄糖在
1×10-5～1.0×10-2mol/L浓度范围内与电致化学发光峰强度i呈良好的线性关系。

本发明克服了现有技术存在过于复杂等诸多缺点，灵敏度高，对于葡萄糖的检测易于自动化。

申请人：桂林理工大学
地址：541000 广西壮族自治区桂林市建干路12号桂林理工大学
国籍：CN
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[文章编号]1671—8178(2007)04—0105—03纳米材料在葡萄糖电化学传感器上的应用彭　颐　胡柏林(湖北职业技术学院医学院,湖北孝感432000)[摘　要]葡萄糖氧化酶与纳米粒子连接形成的纳米级结构,为葡萄糖的检测提供了新的思路。

文章回顾了各种新的纳米粒子与葡萄糖氧化酶组成的系列用于葡萄糖的检测方法,并对其应用前景进行了展望。

[关键词]纳米粒子;葡萄糖氧化酶;电化学[中图分类号]O65[文献标识码]A[收稿日期]2007-11-10[作者简介]彭颐(1971-),女,湖北孝感人,硕士,湖北职业技术学院医学院讲师,主要研究分析化学。

糖尿病是一种常见的代谢紊乱性或内分泌疾病,可诱发肾、心血管、视网膜和神经系统产生多种并发症,其死亡率仅次于心血管、肿瘤,居第三位,被列为世界三大疾病之一。

糖尿病在我国发病率也比较高。

因此,血液中葡萄糖的精确测定对于糖尿病的诊断和长期护理非常关键。

除了临床葡萄糖分析,葡萄糖检测装置也应用于生物技术和食品工业。

这种广泛的应用领域大大促进了葡萄糖传感器的发展和多样化。

生物传感器是能将被测物的浓度与可测量的电信号关联起来,原理如图所示。

被测物质通过扩散进入生物敏感膜层,经分子识别、发生生化反应后,所产生的信息被相应的物理转换器转换成与被测物浓度相关的电信号。

生物敏感膜又称分子识别元件,是生物传感器的关键部分。

其所含生物组分可以是酶、组织、细菌、酵母、抗体/抗原等。

其中研究和应用最多的是酶传感器。

图1　葡萄糖生物传感器原理图1　葡萄糖氧化酶传感器葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,G OD ),1928年由Muller 等发现,此后,Neka matsu 、Konelia 、Yoshi o 等先后对其作了大量的研究并投入生产,Fiedurek 和Rogalski 等对酶单位的增加做了大量的研究工作,尤其对葡萄糖氧化酶的辅基-黄素腺嘌呤二核苷酸(F AD )做了深入的研究,并给出了详细的说明,目前该酶在临床检测和食品工业有广泛的用途。

金纳米葡萄糖氧化酶金纳米葡萄糖氧化酶是一种重要的生物催化剂，具有广泛的应用价值。

它能够将葡萄糖催化氧化为葡萄糖酸，并产生电子供应给电子受体。

这种酶在生物传感器、生物燃料电池、生物制药等领域具有重要的应用前景。

金纳米葡萄糖氧化酶具有许多独特的特点。

首先，金纳米颗粒具有较大的比表面积，能够提供大量的反应活性位点，从而提高酶的催化效率。

其次，金纳米颗粒具有良好的生物相容性，不会引起免疫反应或毒性反应，从而保证了生物体内的安全性。

此外，金纳米颗粒还具有良好的稳定性和抗氧化性能，能够保持酶的活性并延长其使用寿命。

金纳米葡萄糖氧化酶在生物传感器中的应用是其最主要的应用之一。

生物传感器是一种将生物分子与传感器技术相结合的新型检测技术，能够对特定的生物分子进行高灵敏度、高选择性的检测。

金纳米葡萄糖氧化酶可被固定在传感器表面，并与葡萄糖结合形成复合物。

当待测样品中含有葡萄糖时，葡萄糖与酶发生反应，产生电子流并转化为电信号，从而实现对葡萄糖的检测。

通过调节金纳米颗粒的形状、尺寸和表面修饰，可以进一步提高传感器的灵敏度和稳定性。

金纳米葡萄糖氧化酶还可以应用于生物燃料电池中。

生物燃料电池是一种将生物质能直接转化为电能的装置，具有清洁、可再生的特点。

金纳米葡萄糖氧化酶可被固定在电极表面，与葡萄糖发生氧化反应，产生电子并将其传递到电极上，从而产生电流。

通过调节金纳米颗粒的形状和尺寸，可以提高生物燃料电池的效率和稳定性。

金纳米葡萄糖氧化酶还可以应用于生物制药中。

生物制药是一种利用生物技术制造药物的方法，具有高效、低成本、高纯度的特点。

金纳米葡萄糖氧化酶可被用作生物制药过程中的催化剂，能够提高反应速率和产物纯度。

通过调节金纳米颗粒的形状和尺寸，可以进一步优化生物制药过程中的催化效果。

金纳米葡萄糖氧化酶具有广泛的应用前景。

它在生物传感器、生物燃料电池、生物制药等领域具有重要的应用价值。

随着纳米技术的不断发展和完善，金纳米葡萄糖氧化酶的应用前景将更加广阔。

基于纳米金检测葡萄糖实验方法的探讨张志伦;吴杰红;刘萍;周良琼;蒲晓允【期刊名称】《国际检验医学杂志》【年(卷),期】2011(032)017【摘要】目的探讨基于纳米金快速检测葡萄糖的新技术.方法依赖酶包被金纳米粒子(GNPs)吸附固定葡萄糖氧化酶(GOD)和辣根过氧化物酶(HRP).葡萄糖在GOD 的催化下发生氧化反应生成H2O2,生成的H2O2在HRP的催化作用下与TBHBA 发生颜色反应,检测产物的最大吸收峰.结果反应体系在530 nm处有最大吸收峰,吸光度值随葡萄糖浓度的增加而递增.结论 GNPs吸附的酶分子能够用于血糖的检测,并能增加试剂的稳定性.【总页数】2页(P1923,1926)【作者】张志伦;吴杰红;刘萍;周良琼;蒲晓允【作者单位】第三军医大学新桥医院检验科,重庆,400037;第三军医大学新桥医院检验科,重庆,400037;第三军医大学新桥医院检验科,重庆,400037;第三军医大学新桥医院检验科,重庆,400037;第三军医大学新桥医院检验科,重庆,400037【正文语种】中文【相关文献】1.基于L-半胱氨酸、纳米金、壳聚糖共修饰的葡萄糖生物传感器的制备及检测 [J], 马进毅2.纳米金-还原氧化石墨烯修饰葡萄糖氧化酶传感器的制备及其电流法检测饮料中的葡萄糖 [J], 郑海松;毛慎;丁顺;陈雪娇;李云飞;宗凯;操小栋;叶永康3.基于纳米金-聚多巴胺-硫堇-石墨烯/壳聚糖/葡萄糖氧化酶纳米复合物膜修饰电极构建的葡萄糖生物传感研究 [J], 苏丽婷;刘盼;彭花萍;刘爱林4.基于上转换纳米颗粒和金纳米颗粒的Cd2+免疫检测新方法 [J], 邓晨;李琳;张林威;程云辉;陈茂龙;许宙5.基于金包裹磁性纳米粒子与适配体修饰CdTe纳米探针的凝血酶检测方法 [J], 文艳清;龙倩;张友玉;李海涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第27卷第3期应用化学Vo.l27No.3 2010年3月C H I NESE J OURNAL OF APPLIED CHE M IS TRY M ar.2010硅溶胶2凝胶包埋纳米金和酶的葡萄糖生物传感器高盐生王媛狄俊伟*(苏州大学化学化工学院苏州215123)摘要采用溶胶2凝胶技术将金纳米粒子和葡萄糖氧化酶一次性固定于硅溶胶2凝胶的网络结构中,制备了葡萄糖生物电化学传感器并优化了传感器的制备条件。

酶电极对葡萄糖具有良好的电化学响应,葡萄糖浓度在0102~210mmol/L范围内和催化电流呈线性关系,检出限为01005mmol/L。

酶电极在4e下贮存100d后对葡萄糖的响应仅下降8%。

该酶电极灵敏度高、响应快、稳定性好。

关键词金纳米粒子,溶胶2凝胶,葡萄糖,电化学传感器中图分类号:O657.1文献标识码:A文章编号:100020518(2010)0320363204DOI:10.3724/SP.J.1095.2010.90180糖尿病是世界范围的一个公共健康问题,因葡萄糖的临床分析要求日益提高,葡萄糖生物传感器的研究特别受到重视,而葡萄糖生物传感器占了整个生物传感器市场的85%[1]。

虽然无酶传感器具有不受酶活性变化影响的优点[2],但基于葡萄糖氧化酶的安培型电化学传感器是研究最多的一类,从检测生成双氧水的第一代葡萄糖传感器,依靠媒介体传递电子的第二代葡萄糖传感器,到利用酶和电极间直接电子传递的第三代传感器[1]。

酶的固定化是酶电极制备的关键,纳米界面结构可改善酶电极的性能[3,4],如金纳米粒子不仅增加了酶的负载量和稳定性,并且可提高酶的催化活性,从而显著提高酶电极的检测灵敏度[5~8]。

溶胶2凝胶是一种很好的物理包埋剂,如硅溶胶2凝胶可形成三维网络结构,具有较好的生物相容性,可包埋热稳定性和化学稳定性差的酶分子,保持有足够的自由活动空间且不从网络中流出,从而提高传感器的使用寿命[9,10]。

金纳米葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）是一种常见的酶类，它在生物体内起到氧化葡萄糖的作用，将葡萄糖转化为葡萄糖酸。

而金纳米葡萄糖氧化酶则是将金纳米颗粒与葡萄糖氧化酶结合形成的一种复合材料。

金纳米颗粒是一种具有特殊性质的纳米材料，其表面具有丰富的活性位点，可以与蛋白质等生物分子进行特异性结合。

利用金纳米颗粒与葡萄糖氧化酶的结合，可以提高葡萄糖氧化酶的稳定性和催化效率。

金纳米葡萄糖氧化酶具有多种应用价值。

首先，它可以用于葡萄糖检测。

葡萄糖是人体内重要的能量来源之一，葡萄糖含量的检测对于糖尿病等疾病的诊断和治疗具有重要意义。

金纳米葡萄糖氧化酶可以与葡萄糖结合，产生可见光信号，通过测量信号的强度可以确定葡萄糖的浓度。

金纳米葡萄糖氧化酶还可以用于食品质量检测。

食品中的葡萄糖含量是判断食品质量的重要指标之一，金纳米葡萄糖氧化酶可以快速、准确地检测食品中的葡萄糖含量，帮助监管部门和消费者判断食品的新鲜度和质量。

金纳米葡萄糖氧化酶还可以用于环境监测。

一些环境中的微生物可以利用葡萄糖作为能源，因此通过监测环境中葡萄糖的含量，可以了解微生物的生物活性和环境污染程度。

金纳米葡萄糖氧化酶可以与环境中的葡萄糖结合，形成可见光信号，从而实现对环境中葡萄糖含量的检测。

金纳米葡萄糖氧化酶还具有一定的生物医学应用潜力。

由于其具有较高的稳定性和催化效率，金纳米葡萄糖氧化酶可以用于生物传感器、药物传递等领域。

例如，可以将金纳米葡萄糖氧化酶修饰在纳米材料上，形成一种新型的纳米药物传递系统，通过控制葡萄糖的浓度，实现对肿瘤细胞的靶向治疗。

金纳米葡萄糖氧化酶作为一种复合材料，在葡萄糖检测、食品质量检测、环境监测和生物医学应用等领域具有重要的应用价值。

未来，随着纳米材料和酶工程等技术的不断发展，金纳米葡萄糖氧化酶的应用前景将更加广阔。