1。3。4 无酶葡萄糖电化学传感器

无酶葡萄糖电化学传感器与酶葡萄糖电化学传感器的区别在于，它不再用 GOx 作为主要成分来催化氧化葡萄糖，而是采用贵金属、过渡金属及其氧化物、其他电导 性材料的复合物等有氧化性质的物质对样品中的葡萄糖进行直接的检测，运用这种方 法就解除了酶对无酶葡萄糖电化学传感器的条件限制，大大的减小了氧气的干扰。相 比于酶葡萄糖传感器，拥有更好的稳定性、灵敏度、重现性、制作工艺简单等优点。 在无酶葡萄糖传感器的检测中，电极表面的颗粒直接作为反应的催化剂。在电极表面 发生的电化学催化反应是影响葡萄糖检测响应速度和灵敏度的首要因素。目前对于电 极表面的葡萄糖氧化机理主要有两种可能的机理。第一种是 Pletcher 提出的活性化学 吸收机理[10]，该机理认为，葡萄糖首先被吸附在电极的表面，与电极建立连接，电催 化剂在这中间起催化氧化的作用，与此同时，葡萄糖分子中和半缩醛结构中的碳连接 的氢原子被分离出来，并且在葡萄糖分子附近与电极建立连接。葡萄糖与金属之间的 相互作用随着葡萄糖在电极表面的氧化状态的变化而改变，因此，可以通过改变葡萄 糖-金属之间的键合强度来控制葡萄糖分子的解脱吸附。在催化过程中，发生在电极 表面的葡萄糖分子之间的成键及断键的变化，分别对葡萄糖的吸附和解脱有着积极的 作用。第二种是 Burke 提出的“Incipient Hydrous Oxide AdatomMediator(IHOAM)”机 理。他通过观察，发现电极表面存在一些晶格稳定性低而反应活性高的活性金属原子， 这些金属原子进行单层的氧化，形成水合物 M[OH]ads 层，这被认为是电极表面调节 葡萄糖催化氧化的媒介体。尽管这两种机理仍然需要完善，但是，目前仍被作为解释

不同电极材料催化氧化葡萄糖的机理[4]。

1。4 无酶葡萄糖传感器国内外研究进展论文网

近年来，人们在无酶葡萄糖传感器领域取收获颇丰，采用多种方法合成了各种用 于制备电极的材料，这其中包括金、铂、镍及其氧化物、铜及其氧化物材料、及其各 种合金等[13]。通过研究我们发现，随着电极所用金属催化剂材料的不同，葡萄糖被直 接电催化氧化的机理会出现较大的差异。最近几年研究成果使所用的材料大多数已经 不再是单纯的使用金属，而是使用它们的复合材料。复合材料可以解决传统金属电极 的一些难以解决的缺陷，与传统电极相比，复合材料性能更好，发展潜力更大。例如， 用碳纳米管制备的一些复合材料一般来说都会具有较好的导电性，较高的比表面积， 因而它与各种种类的金属的复合材料被广泛的研究应用于电化学生物传感器中，除此 之外，还有石墨烯、介孔碳材料修饰的电极等。这些材料制备的电极在无酶葡萄糖传 感器中都表现出较好的性能，跟传统的葡萄糖传感器相比具有较高的稳定性。利用金 属及其氧化物、合金检测葡萄糖的研究应用已经非常的广泛，其检测原理主要来源于 最近几年的研究，即用金属与金属氧化物电催化氧化葡萄糖的机理来进一步解释。采 用的金属主要是 Pt、Au、Ni、Cu、Ag 等。

1。5 研究背景

随着人们生活水平的提高，人类高血糖人数也变的与日俱增，如何快速准确的检 测出血液中的葡萄糖含量或已成为我们将要面对的重要问题，发展一种可以迅速的检 测并且具备高灵敏度和优异的选择性的葡萄糖传感器变得愈来愈重要。电化学传感器 以其响应迅速、优良的选择性、高灵敏度、价格低廉和操作简便等优势，被广泛用于 葡萄糖的检测。由于酶这种物质易受到温度、pH 值、湿度及其他化学物质的影响， 所以基于氧化酶的葡萄糖生物传感器通常由于酶分子的本身性质而出现一些不可避 免的稳定性、灵敏度和重现性的问题。根据以上事实，基于无酶葡萄糖传感器检测葡 萄糖含量的方法受到了人们越来越多的关注。铜是与人类有着密切关系的一种有色金 属，基于铜的材料及其氧化物材料以其广泛的应用受到人们的关注。过渡金属铜与其 他贵金属铂、金及其合金相比较，价格低、不容易毒化，并且可以在恒定的电位下直 接进行检测葡萄糖。本课题基于铜的氧化物，展开了一项有关铜基纳米材料制备无酶 葡萄糖电化学传感器的研究工作。