基于复合蒙脱土PAN纳米纤维的葡萄糖生物传感器性能的影响

　　Electrochim. Acta：蒙脱土功能化对基于复合蒙脱土/PAN纳米纤维的葡萄糖生物传感器性能的影响
　　DOI:10.1016/j.electacta.2020.136484 在本文中，将基于聚丙烯腈（PAN）、蒙脱石粘土和蒙脱石（Mt）的复合电纺纳米纤维（NFs）用作开发电流型葡萄糖生物传感器的基质。粘土作为适用于生物催化剂的固定平台，可以通过有机分子的插入实现功能化。本研究的重点是通过掺入纳米复合NFs和模型酶、葡萄糖氧化酶（GOx）的交联，在生物传感中利用功能性Mt。 以工业型Mt（K10）为初始粘土矿物，比较了简单PAN和复合纳米纤维PAN/Mt K10作为生物传感基质的性能。在此基础上，该研究以二十八烷基二甲基氯化铵（DDAC）、含延伸烷基链的铵盐和亚甲基蓝（MB）为氧化还原介质对Mt的改性。通过红外光谱（FTIR）对每种分子的Mt功能化进行了评估，与扫描电镜（SEM）观察到的纳米复合NFs的形貌和电流型葡萄糖检测效率相关。 最终，Mt的掺入和功能化均改善了所构建生物传感器的性能，增加了线性度，在两个线性范围（1.0×10-5-2.45×10-3 M和 2.45×10-3-15×10-3 M）内，线性度扩展至15×10-3 M，灵敏度提高到52 和25 mAM-1 cm-2。由于加入了DDAC-Mt，检测限也从4.2 µM降低到2.4 µM，且操作稳定性提高到85％。
　　图1.Na-Mt（黑色）、DDAC-Mt（红色）、MB-Mt（蓝色）的FT-IR光谱。
　　图2.原始PAN纳米纤维的SEM显微照片：a）7％、b）10％、c）12％。
　　图3.负载有：a）2、b）3和c）5wt％的复合10％PAN/Mt NFs的SEM显微照片。
　　图4.负载有5wt％的复合10％PAN/Mt NFs的SEM显微照片：a）Na-Mt、b）MB-Mt、c）DDAC-Mt。
　　图5.复合材料的EDX图：a）PAN/Na-Mt NFs和b）PAN/DDAC-Mt NFs。
　　图6.A.原始PAN NFs生物传感器在pH6.5和0.7V时相对于Ag/AgCl的安培响应和校准曲线（带有标准偏差误差线）；B.PAN/Mt（K10）5wt％（红线，粉红色标记）、PAN/DDAC-Mt 5wt％（黑线，紫色标记）生物传感器在pH7.0和0.65V时相对于Ag/AgCl的安培响应和校准曲线（带有标准偏差误差条）。
　　图7.原始PAN（黄色标记：pH6.5和0.7V，相对于Ag/AgCl）、PAN/Mt（K10）2wt％（橙色标记）、PAN/Mt（K10）5wt％（红色标记）、PAN/Na-Mt 5wt％（紫色标记）、PAN/DDAC-Mt 5wt％（蓝色标记）（pH7.0和0.65V，相对于Ag/AgCl）生物传感器主要线性范围的校准曲线（带有标准偏差误差条）。
　　图8.PAN/MB/Na-Mt（红线，蓝色标记）和PAN/MB-Mt（黑线，绿色标记）（pH7.0和0.65V，相对于Ag/AgCl）的安培响应和双曲线校准曲线（带有标准偏差误差条）。
　　图9.PAN/MB/Na-Mt生物传感器在0.65（绿色）和-0.15（浅绿色）V下，相对于Ag/AgCl的校准曲线（带有标准偏差误差条）与PAN/MB/Na-Mt生物传感器在0.65（蓝色）和-0.15（浅蓝色）V下，相对于Ag/AgCl（pH7.0）的校准曲线（带有标准偏差误差条）的比较。
　　图10.相对于Ag/AgCl（pH6.5和7.0），干扰对（PAN）（a）、PAN/Mt 5wt％（b）、PAN/MB-Mt（c）和PAN/DDAC-Mt（d）生物传感器在0.7和0.65V时检测糖类的影响。a.a.-抗坏血酸；c.a.-柠檬酸。
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　　来源: 易丝帮