基于碳布負(fù)載四氧化三鈷納米針材料作為無酶型葡萄糖傳感器的研究*

賴曉璇，鄭慧彤，馬卓瑤，關(guān)高明，柳曉俊，蔣遼川

(廣東第二師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510730)

葡萄糖傳感器在糖尿病的臨床診斷中具有相當(dāng)重要的作用。到目前為止，市場上大多數(shù)的葡萄糖傳感器主要是傳統(tǒng)的基于葡萄糖氧化酶的酶葡萄糖傳感器。盡管這些酶傳感器具有很高的靈敏度和選擇性，但這些酶葡萄糖傳感器存在著成本很高、檢測結(jié)果容易受環(huán)境影響等缺點(diǎn)，且其穩(wěn)定性相對(duì)不可控，從而限制了它的應(yīng)用范圍[1]。因此研究并構(gòu)建出具有靈敏度高、選擇性高、穩(wěn)定性好的無酶葡萄糖傳感器在臨床醫(yī)療上具有很重要的應(yīng)用價(jià)值[2]。

過渡金屬存在的部分填充的d軌道可以呈現(xiàn)出多價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變的狀態(tài)，因此，其可以作為電子受體，同時(shí)也可以作為電子給予體，除此之外，過渡金屬還具有固定的氧化還原對(duì)，因此越來越來的研究人員將目光投向了同樣具有較高的電化學(xué)催化性能，并且資源豐富、成本低廉、選擇性較高的過渡金屬納米材料的研究和開發(fā)上[3]尤其近年來，過渡金屬納米材料在各個(gè)領(lǐng)域都受到廣泛應(yīng)用，如 CuO[4]、MnO2[5]、Co3O4[6]、NiO[7]、Ag2O[8]等。Vilian等[9]通過水熱法將還原的石墨烯與金屬有機(jī)框架(MOF)衍生得到的Co3O4結(jié)合制備的葡萄糖傳感器的靈敏度高達(dá)1 315 μA/mM/cm2。

碳納米管和石墨烯等被用作為葡萄糖電活性材料的載體[10]，但是這些基底材料存在堆積效應(yīng)或者沒有有效的多孔通道結(jié)構(gòu)，以致于沒有足夠多的活性位點(diǎn)與葡萄糖充分接觸。碳布是由一根根碳纖維相互編制而成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，具有有利于離子擴(kuò)散的多孔通道，可以作為葡萄糖生物傳感器的電極材料基底[11-13]，使電活性材料能直接生長在基底上，從而形成更多的活性位點(diǎn)?！?br>