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丝网印刷电极的制备及其电化学性能研究

发布时间:2018-07-03 07:43

  本文选题:丝网印刷电极 + 电化学生物传感器 ; 参考:《天津工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:电化学生物传感器作为生物传感器的一个分支,能够将生化信息转换为电信息。在生物医学检测、临床诊断、环境分析等领域有着广泛的应用。由于电化学生物传感器具有操作简单,制备成本低以及能应用于实时检测等特点,尤其是基于丝网印刷技术的电化学生物传感器能实现大批量的工业生产、制备简单、测量快速准确,且易于实现和无线网络进行信息交换,具有广阔的发展前景。制备小型、便携的电化学生物传感器是未来发展的一种趋势。因此,加强基于丝网印刷电极的电化学生物传感器的研究,对于扩大生物传感器的商业化应用具有十分重要的意义。本论文基于丝网印刷技术研究了以下内容:(1)探讨了丝网印刷工艺中网版的制备,碳浆印刷等工艺流程对丝网印刷电极性能的影响,并确定了最佳的工艺条件,通过测定不同批次的印刷电极电阻对电极进行表征,确定丝网印刷电极的质控方法,并利用循环伏安技术(CV)对电极进行电化学测试。发现铁氰化钾K3[Fe(CN)6]在丝网印刷三电极表面能进行较好的氧化还原反应,电极具有良好的电子传递能力。(2)制备了掺杂多壁碳纳米管修饰的丝网印刷电极,研究了尿酸(UA)、多巴胺在丝网印刷电极的电化学行为,建立了一种新的用于快速、方便检测尿酸(UA)、多巴胺(DA)的方法,该方法不需要尿酸氧化酶,且能提高传感器的灵敏度,利用0.5次微分线性伏安扫描法(LSV)测定电流与尿酸(UA)浓度在10μmol·L~(-1)~1.5 mmol.L~(-1)范围内的线性关系,检出限为3μmol.L~(-1)。该电极制备简单,重现性好,能有效排除抗坏血酸(AA)、五羟基色胺等的干扰,并成功应用于实际样品中尿酸(UA)的检测。(3)制备了掺杂多壁碳纳米管修饰的丝网印刷电极,研究了维生素C(VC)、维生素B_2(VB_2)、维生素B_6(VB_6)在丝网印刷电极的电化学行为,建立了一种检测VB2、VC、VB6的新方法,讨论了扫描速率、pH、温度、反应静置时间对该传感器的影响,采用循环伏安法(CV)、线性伏安法(LSV)测试三种物质的氧化电流,发现能同时有效的检测三种物质,VB2受吸附控制,VC、VB6受扩散控制,且该传感器具有重现性和稳定性好的优点,成功应用于实际样品的检测。
[Abstract]:As a branch of biosensor, electrochemical biosensor can convert biochemical information into electrical information. In biomedical detection, clinical diagnosis, environmental analysis and other fields have a wide range of applications. Electrochemical biosensor has the advantages of simple operation, low preparation cost, and can be used in real-time detection. Especially, electrochemical biosensor based on screen printing technology can realize mass industrial production and simple preparation. The measurement is fast and accurate, and it is easy to exchange information with wireless network. The preparation of small, portable electrochemical biosensors is a trend in the future. Therefore, it is of great significance to strengthen the research of electrochemical biosensor based on screen printing electrode for expanding the commercial application of biosensor. In this paper, the following contents are studied based on screen printing technology: (1) the effects of screen plate preparation, carbon paste printing and other processes on the performance of screen printing electrode are discussed, and the optimum process conditions are determined. The quality control method of screen printing electrode was determined by measuring the resistance of different batches of printed electrode, and the electrochemical measurement of the electrode was carried out by cyclic voltammetry (CV). It is found that potassium ferricyanide K3 [Fe (CN) 6] can redox well on the surface of three electrodes in screen printing, and the electrode has good electron transfer ability. (2) the screen printing electrode doped with multi-wall carbon nanotubes has been prepared. The electrochemical behavior of uric acid (UA) and dopamine (DA) at screen printing electrode were studied. A new method for rapid and convenient detection of uric acid (UA) and dopamine (DA) was established. The method does not require uric acid oxidase and can improve the sensitivity of the sensor. The linear relationship between the current and uric acid (UA) concentration in the range of 10 渭 mol L ~ (-1) and 1.5 mmol 路L ~ (-1) was determined by 0.5-order differential linear voltammetry (LSV). The detection limit was 3 渭 mol 路L ~ (-1). The electrode has the advantages of simple preparation and good reproducibility. It can effectively eliminate the interference of ascorbic acid (AA), pentahydroxy tryptamine, and has been successfully applied to the detection of uric acid (UA) in practical samples. (3) the silk-screen printing electrode doped with multi-walled carbon nanotubes has been prepared. The electrochemical behavior of vitamin C (VC), vitamin B _ 2 (VBS _ 2) and vitamin B _ 6 (VBS _ 6) on a screen printing electrode was studied. A new method for the detection of VB _ (2) V _ (C) was established. The effects of scanning rate (pH), temperature and reaction time on the sensor were discussed. Cyclic voltammetry (CV) and linear voltammetry (LSV) were used to measure the oxidation current of three substances. It was found that VB2 could be effectively detected by adsorption control and VCU VB6 was controlled by diffusion, and the sensor had the advantages of reproducibility and stability.
【学位授予单位】:天津工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.1

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本文编号:2092917

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