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中性介質(zhì)的葡萄糖檢測解決方案-Micrux微電極的修飾后三電極電化學(xué)檢測
2023-11-20 閱讀(1028)
中性介質(zhì)的葡萄糖檢測解決方案-Micrux微電極的修飾后三電極電化學(xué)檢測
糖尿病是21世紀(jì)人類常見的疾病之一。血糖水平的持續(xù)監(jiān)測在糖尿病的現(xiàn)代治療中起著關(guān)鍵作用?，F(xiàn)有的用于定量測定葡萄糖的酶法、設(shè)備和測試系統(tǒng)非常靈敏和準(zhǔn)確，但是它們具有許多缺點(diǎn)，例如由生物催化劑的蛋白質(zhì)性質(zhì)引起的高成本酶組分和不穩(wěn)定的變性傾向。因此尋找新的無酶葡萄糖氧化催化劑越來越受到研究者的關(guān)注。
電化學(xué)催化劑（電催化劑）可以加速電化學(xué)氧化或還原反應(yīng)，并能夠電氧化或電還原電化學(xué)惰性分子，如葡萄糖、尿素和肌酸酐。目前，各種形式的貴金屬和過渡金屬被廣泛用作電化學(xué)催化劑：金屬納米材料、氧化物和氫氧化物、鹽和絡(luò)合物。高催化活性與主要在堿性介質(zhì)中形成反應(yīng)性氧-羥基絡(luò)合物有關(guān)。這些配合物可以電化學(xué)氧化惰性化合物，而高選擇性與分子印跡聚合物的使用有關(guān)納米材料為電化學(xué)分析提供了廣泛的機(jī)會(huì)。為了取代氧化酶，研究了金和銀納米顆粒在水-有機(jī)乳液中電氧化的催化性能。合成了個(gè)普魯士藍(lán)（人工過氧化物酶）納米顆粒，并研究了其在過氧化氫分解中的催化活性。鈀基納米材料，由于其電子結(jié)構(gòu)的特殊特征，它催化了廣泛的反應(yīng)，值得特別關(guān)注。
大量出版物介紹了鈀基材料的電催化性能，并描述了它們在太陽能電池、燃料電池、硝基酚、肼、葡萄糖、，和生物、天然和工業(yè)流體中的其他化合物。研究表明，基于鈀納米粒子的無酶電催化體系與鎳、銅或碳等其他納米材料相比，具有許多優(yōu)勢。鈀納米顆粒的優(yōu)點(diǎn)包括高底物敏感性、相當(dāng)大的催化活性、足夠的穩(wěn)定性、高導(dǎo)電性和廣泛的表面積比。研究基于鈀的多金屬納米材料的性質(zhì)具有特殊的意義。納米顆粒結(jié)構(gòu)中另一種金屬的存在通常會(huì)增強(qiáng)，由于協(xié)同效應(yīng)而產(chǎn)生的催化性能還對其他結(jié)構(gòu)給予了相當(dāng)大的關(guān)注，這些結(jié)構(gòu)在乙醇、甲醛和甲酸的氧化中具有高電催化活性，例如Pd-Ag。
盡管研究人員對電催化劑非常感興趣，但目前已知的大多數(shù)基于金屬（特別是鈀）納米粒子的無酶催化劑不適用于全血樣品的直接分析。原因是它們僅在強(qiáng)堿性介質(zhì)中表現(xiàn)出高的電催化活性（pH 10-12），這需要額外的處理，從而使生物傳感器的測定變得復(fù)雜。因此在中性介質(zhì)（pH 7.4）中合成和研究用于無酶葡萄糖氧化和測定的新型電催化劑是一個(gè)重要問題，涉及開發(fā)用于更便宜、更準(zhǔn)確地測定人體血液中葡萄糖的新方案。
目前只有一篇出版物致力于在接近生理pH下涉及納米顆粒的電催化反應(yīng)。該論文描述了基于鈀納米顆粒的電子催化系統(tǒng)，并表明它們在pH 7.4下對磷酸鹽緩沖溶液（PBS）中的葡萄糖具有活性。然而，這些系統(tǒng)的缺點(diǎn)是測定靈敏度低，可能是由于電極表面的納米顆粒濃度低引起的，因?yàn)楹铣墒峭ㄟ^化學(xué)方法進(jìn)行的，而采用液滴鑄造技術(shù)對電極進(jìn)行了改性。本研究的目標(biāo)是在用羧化碳納米管修飾的厚膜碳電極，并研究該體系在中性介質(zhì)（pH 7.4）中對葡萄糖氧化的電催化性能。
西班牙Micrux裸電極在經(jīng)過羧化多壁碳納米管懸浮液的液滴沉積和銀和鈀的逐層電化學(xué)沉積來改性后，修飾電極在中性介質(zhì)中對葡萄糖的電化學(xué)氧化表現(xiàn)出顯著的催化活性。該結(jié)果可用于開發(fā)用于葡萄糖定量測定的無酶電催化傳感器。
