基于羧基化石墨烯和適配體的細(xì)菌電化學(xué)傳感器研究.pdf

1、本論文的研究內(nèi)容主要分為兩個部分：(1)設(shè)計了基于適配體(aptamer)-羧基化氧化石墨烯(CFGO)/單壁碳納米管(SWCNTs)修飾電極為基礎(chǔ)的傳感平臺，并應(yīng)用于湖水中的大腸桿菌檢測；(2)設(shè)計了基于aptamer-羧基化石墨烯(CFrGO)修飾電極為基礎(chǔ)的傳感平臺，并應(yīng)用于肉類和奶制品中的大腸桿菌檢測。具體研究內(nèi)容如下：
　　在第二章中，首先對氧化石墨烯進(jìn)行了羧基化，得到水溶性好、羧基含量為18.3％的羧基化氧化石墨烯，用

2、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、光電子能譜(XPS)等方法對其進(jìn)行了表征。采用滴涂法將SWCNTs滴加到玻碳電極表面，用于增強電化學(xué)信號，再滴加CFGO于SWCNTs修飾電極表面，通過縮合試劑法將末端帶胺基的適配體固定到CFGO/SWCNTs修飾電極的羧基上，獲得了aptamer-CFGO/SWCNTs/GCE。探討了電極性能的影響因素，如SWCNTs的滴加次數(shù)、羧基的活化時間、適配體固定時間等，還討論了大腸桿菌的孵育時間對檢測

3、的影響。同時采用交流阻抗法對修飾電極組建過程和細(xì)菌檢測進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，CFGO表面含有羧基，能有效固定適配體，SWCNTs的引入提高了電極的電子傳導(dǎo)能力，而且aptamer-CFGO/SWCNTs/GCE對于目標(biāo)細(xì)菌大腸桿菌KCTC2571具有很好的特異性識別能力，有較寬的檢測范圍(102-107CFU/mL)和較低的檢測限(LOD=2.7CFU/mL，S/N=3).，能實際用于湖水中大腸桿菌的檢測。
　　在第三章，首先用二

4、氧化硫脲(TUD)還原了羧基化氧化石墨烯上除羧基之外的含氧基團(tuán)，再通過2,2-偶氮二異丁腈(AIBN)在石墨烯上引入-CN，通過水解反應(yīng)使石墨烯上帶有更多的羧基，獲得羧基含量達(dá)到20%的羧基化石墨烯(CFrGO)。同樣制備了CFrGO修飾電極，并通過酰胺化反應(yīng)完成了適配體的固定，獲得了以aptamer-CFrGO/GCE為基礎(chǔ)的傳感器；探索了羧基活化時間、酰胺化反應(yīng)時間對適配體傳感器電化學(xué)性能的影響，并通過研究適配體傳感器與大腸桿菌孵育

5、時間的影響，得到了最佳的檢測條件。在最優(yōu)條件下，對不同濃度的目標(biāo)細(xì)菌進(jìn)行了檢測。實驗結(jié)果表明CFrGO不但能固定適配體，而且具有良好的電子傳導(dǎo)能力。CFrGO/GCE在大腸桿菌濃度為101-107CFU/mL的范圍內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系，R2=0.9977.線性關(guān)系為ΔRct=437.32＋306.39×log(C(E.coli))，檢測限為1.97CFU/mL。在肉類和奶制品中進(jìn)行了實樣檢測，檢測結(jié)果與平板計數(shù)法接近。
　　因此