电化学传感器构置及其应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 传感器简介 1

1.1.1 物理传感器 1

1.1.2 化学传感器 6

1.1.3 生物传感器 10

1.2 电化学传感器概念及分类 15

1.2.1 电化学传感器概念 15

1.2.2 电化学传感器分类 15

1.3 电化学传感器的应用 37

1.3.1 在食品和发酵工业中的应用 37

1.3.2 在环境监测中的应用 38

1.3.3 在医学诊断中的应用 39

1.3.4 在军事中的应用 41

第2章 溶胶-凝胶衍生的碳陶瓷修饰电极的构置及应用 42

2.1 溶胶、凝胶及溶胶-凝胶技术 42

2.1.1 溶胶的概念与制备 42

2.1.2 凝胶的概念与制备 43

2.1.3 溶胶-凝胶的概念与制备 44

2.2 溶胶-凝胶衍生的碳陶瓷修饰电极 46

2.2.1 碳陶瓷修饰电极的构置原理 46

2.2.2 碳陶瓷修饰电极的特点及应用 46

2.3 邻苯二酚紫（PCV）修饰碳陶瓷电极的构置及应用 47

2.3.1 CCE、PCV/CCE的制备及条件优化 47

2.3.2 PCV/CCE的电化学行为 49

2.3.3 PCV/CCE对H2O2的电催化作用 51

2.3.4 计时安培法检测H2O2 53

2.3.5 雨水样品中H2O2的测定 54

2.3.6 修饰电极的稳定性和重复性 55

2.4 铁氰化钕（NdHCF）修饰碳陶瓷电极的构置及应用 56

2.4.1 NdHCF的合成及表征 57

2.4.2 NdHCF/CCE的制备 57

2.4.3 NdHCF/CCE的电化学性质 58

2.4.4 NdHCF/CCE的电催化行为 61

2.4.5 计时安培法检测H2O2 63

2.4.6 修饰电极的稳定性和重复性 64

2.5 铁氰化铋（BiHCF）修饰碳陶瓷电极的构置及应用 65

2.5.1 BiHCF的合成及表征 65

2.5.2 BiHCF/CPE及BiHCF/CCE的制备及表征 66

2.5.3 BiHCF/CCE的电化学性质 68

2.5.4 在BiHCF/CCE上BiHCF的电催化行为 69

2.5.5 计时安培法检测N2H4 72

2.5.6 修饰电极的稳定性和重复性 73

第3章 基于纳米材料的电化学生物传感器研究 76

3.1 纳米材料简介 76

3.1.1 纳米材料的概念 76

3.1.2 纳米材料的特性 77

3.2 氧化还原蛋白质（酶）的直接电化学 78

3.2.1 氧化还原蛋白质（酶）简介 78

3.2.2 常见的氧化还原蛋白质（酶） 78

3.2.3 氧化还原蛋白质（酶）的直接电化学 82

3.3 纳米材料在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的研究与应用 83

3.3.1 金属纳米粒子在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的应用 84

3.3.2 碳纳米材料在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的应用 85

3.3.3 金属氧化物在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的应用 87

3.3.4 量子点在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的应用 87

3.3.5 金属磷酸盐在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的应用 88

3.3.6 其他纳米材料在氧化还原蛋白质（酶）直接电化学中的应用 88

3.4 葡萄糖氧化酶在Au NPs-CHIT复合膜上的直接电化学研究 89

3.4.1 Au NPs及GOD-Au NPs-CHIT复合膜修饰电极的制备 90

3.4.2 GOD-Au NPs-CHIT复合膜的表征 90

3.4.3 GOD在GOD-Au NPs/CHIT/GCE的直接电化学 92

3.4.4 GOD-Au NPs-CHIT/GCE的生物电催化性能 93

3.4.5 GOD-Au NPs-CHIT/GCE的稳定性及重复性 96

3.4.6 在血样中葡萄糖应用测定 97

3.5 GOD在NdPO4NPs-CHIT复合膜上的直接电化学研究 98

3.5.1 NdPO4NPs合成及GOD-NdPO4NPs-CHIT复合膜修饰电极的制备 98

3.5.2 NdPO4NPs及GOD-NdPO4NPs-CHIT复合膜的表征 99

3.5.3 GOD-NdPO4NPs-CHIT/GCE的直接电化学 101

3.5.4 溶液pH值，NdPO4NPs及CHIT对传感器性能的影响 103

3.5.5 GOD-NdPO4NPs-CHIT/GCE的生物电催化性能 103

3.5.6 GOD-NdPO4NPs-CHIT/GCE的稳定性与重复性 106

3.5.7 测定血样中的葡萄糖 107

3.6 GOD及血红素类蛋白质在PCNFs-BMIM·PF6-CHIT复合膜上的直接电化学研究 107

3.6.1 GOD在PCNFs-BMIM·PF6-CHIT复合膜上的直接电化学 109

3.6.2 三种血红素类蛋白质在PCNFs-EMIM·PF6-CHIT复合膜上的直接电化学 116

3.7 血红蛋白在C60-BNNT-CHIT复合膜上的直接电化学 125

3.7.1 C60-BNNT及Hb-C60-BNNT复合膜修饰电极的制备 126

3.7.2 BNNT、C60及C60-BNNT的表征 126

3.7.3 C60-BNNT的电化学行为 129

3.7.4 Hb-C60-BNNT-CHIT/GCE的直接电化学及电催化性质 129

3.7.5 传感器的稳定性和重复性 132

第4章 基于生物催化的电化学生物传感研究 134

4.1 生物催化的定义、分类及特点 134

4.1.1 生物催化的定义 134

4.1.2 生物催化的分类及生物催化剂的来源 134

4.1.3 生物催化的特点 135

4.2 基于生物催化的电化学生物传感器 136

4.2.1 基于生物催化的电化学生物传感器原理 136

4.2.2 基于生物催化的电化学生物传感器特点 136

4.2.3 基于生物催化的电化学生物传感器分类及应用 137

4.3 GOD催化诱导NdHCF NPs生成的电化学生物传感器 141

4.3.1 电极制备及实验方法 142

4.3.2 可行性验证 142

4.3.3 时间及组分浓度对NdHCF NPs富集的影响 146

4.3.4 葡萄糖检测 146

4.3.5 葡萄糖测定的抗干扰性能测试 147

4.3.6 8支电极上NdHCF NPs氧化峰电流响应的相对标准偏差 147

4.4 GOD-CHIT复合膜催化诱导NdHCF NPs生成的电化学生物传感器 148

4.4.1 电极制备 148

4.4.2 实验方法 149

4.4.3 可行性验证 149

4.4.4 NdHCF NPs的电化学行为 152

4.4.5 实验条件对NdHCF NPs生成的影响 152

4.4.6 葡萄糖检测 154

4.4.7 葡萄糖测定的抗干扰性能测试 156

4.4.8 6支电极上NdHCF NPs峰电流响应的相对标准偏差 156

4.5 基于双酶体系生物催化的电化学生物传感器研究 156

4.5.1 HRP-GOD/MWNTs修饰电极制备 158

4.5.2 实验步骤 158

4.5.3 双酶组装过程表征 158

4.5.4 修饰电极的电化学行为 161

4.5.5 组装时间及组分浓度对电极性能的影响 164

4.5.6 双酶生物传感器在葡萄糖检测中的应用 165

4.6 基于生物催化的DNA电化学传感器的构置 166

4.6.1 PCR引物设计及扩增 168

4.6.2 操作步骤 169

4.6.3 可行性验证 170

4.6.4 组装时间及组分浓度对电极性能的影响 171

4.6.5 电极特异性检测性能测试 173

4.6.6 DNA生物传感器中DNA检测中的应用 174

第5章 总结及展望 176

5.1 总结 176

5.1.1 成果 176

5.1.2 不足 176

5.1.3 新挑战 177

5.2 展望 177

5.2.1 新材料的开发应用 177

5.2.2 新技术和工艺 178

5.2.3 新传感效应与仿生化 178

5.2.4 再生化与小型化 178

5.2.5 多维化与多功能化 179

5.2.6 智能化与集成化 179

5.2.7 适应性与市场化 179

参考文献 181

缩略词及符号中英对照表 203