科学家对电化学研究方法的分类,将无酶葡萄糖电化学传感器总结为以下三类:
电位式无酶葡萄糖传感器的检测方法是将葡萄糖与敏感物质发生的反应,让电位发生波动,所以能够实现对葡萄糖的分析与检测。此种类型的传感器的检测方法适用于分析浓度较大的葡萄糖溶液,其浓度取值大于10-5mol·L-1。
伏安型无酶葡萄糖传感器顾名思义就是采用伏安法检测与分析溶液中的葡萄糖含量。例如,Arimori和Choi等人在传感材料中引入能够识别葡萄糖分子的两个硼酸分子,用来选择性的辨认葡萄糖,当该辨认分子与荧光基团相遇时,传感材料就会通过荧光基团发出光学信号,从而可用于制备葡萄糖光学传感器。并且当此辨认分子与二茂铁相遇时,二茂铁就会用作伏安电流信号的输出单元。因此,可以将此传感材料用于制备葡萄糖电化学传感器。
电流型无酶传感器是无酶电化学传感器中研究最多的一类。此类传感器一般运用计时电流法对溶液中的葡萄糖进行检测测定。此类型传感器最早使用的电极材料有稀有金属、过渡金属、合金材料以及纳米材料都被用来此类型传感器的研究与制备。论文网
在过去的传统研究中,用于无酶葡萄糖传感器的电极修饰主要有裸电极和纳米材料修饰电极。裸电极主要是金属裸电极,但是研究结果显示,由于葡萄糖氧化容易受到电吸附过程中产生的中间产物的毒化,所以传统的金属修饰电极像铂电极和金电极等对葡萄糖的检测表现出较低的灵敏度和选择性。因此裸电极制备的无酶葡萄糖传感器的应用范围很小,主要就是由于其灵敏度感应低,选择性效果较差。
但是近年来,科学家将纳米材料广泛运用到传感器中,主要是将纳米材料用来修饰电极。通过科学家的研究,将纳米材料用来修饰电极取得了很大的成果。用于构建无酶葡萄糖传感器的纳米材料修饰电极主要分为四类:碳纳米管(CNTs)修饰电极、过渡金属纳米粒子修饰电极、纳米复合材料修饰电极、磁性纳米材料修饰电极。
纳米复合材料是由两种以上的固相复合而成的。且其中一种成分的固相直径必须在1~100nm之间。这些固相可以是非晶质、半晶质、晶质或者它们的混合物,也可以是无机材料、有机材料或者两者同时兼有。复合材料表现出比单种材料更好的综合性能,其质量轻、刚性强、可设计性等优良性能,被广泛应用于社会的众多领域,例如:医疗、体育器材、工业制造等。复合材料的发展突破了传统材料的局限性,其纳米复合材料是具有发展前景的,且其发展的速度十分迅猛。当今纳米材料的迅速发展为电化学传感器的研究提供了一种新的机会,新的发展方向。并且学科与学科之间的相互交流又进一步促进了电化学传感领域研究的进展。随着纳米技术的不断发展,已经具备制备多种多样的功能化的纳米复合修饰材料的能力与方法。所以,纳米复合材料应用到电化学分析技术上,二者相互结合,利用性质优良的纳米复合材料构造具有不同性质和用途的电化学传感器,并将它们应用于科学研究、工业生产、医疗检测乃至社会生活的各个领域。
仲慧[1]课题组在2013年提出了一种基于LaTiO3-Ag0。2钙钛矿纳米材料的无酶葡萄糖传感器,LaTiO3-Ag0。2纳米材料的形貌和组成用SEM和XRD表征手段对其进行了分析,对修饰电极的电化学行为用循环伏安法和电化学阻抗技术进行了测试。其结果表明在 + 0。70 V的扫描电压下,具有较宽线性范围和较高的灵敏度,线性范围为2。5 μmol·L-1 - 4 mmol·L-1(R = 0。9997),灵敏度是784。14 μA mmol·L-1 cm-2。另外它还具有稳定性好、重现性好、选择性高以及检测时间短。