石墨烯-金納米功能復合材料的制備及其赭曲霉毒素A適配體電化學傳感研究.pdf

1、本論文以改進的Hummers法制備的氧化石墨烯(GO)為前驅體，原位制備了不同金納米粒子(AuNPs)修飾密度的石墨烯/金納米(rGO/AuNPs)功能復合材料，并考察了其對模型生物分子的負載能力和在適配體電化學生物傳感中的應用。具體工作如下:
　　1.以改進的Hummers法制備了表面富含羧基的GO，通過鄰氨基苯硫酚（2-ATP）對其進行巰基功能化制備得到巰基修飾的GO(GO-SH);然后以GO-SH和氯金酸(HAuCl4)為起

2、始原料，檸檬酸鈉為還原劑原位制備了rGO/AuNPs功能復合材料。進一步，通過增加HAuCl4的加入量對AuNPs的修飾密度進行了調控，并采用紅外光譜(FT-IR)、拉曼光譜（Raman）、X射線衍射光譜(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)以及透射電鏡(TEM)和紫外光譜(UV-vis)等手段對所制備的納米復合物進行了表征。研究結果表明:制備過程中GO被還原為rGO;復合物中AuNPs均勻地修飾在石墨烯納米片表而;石墨烯的引入能夠有效

3、地抑制AuNPs的團聚;隨著HAuCl4加入量的增加，AuNPs的修飾密度也隨之增大。
　　2.以赭曲霉毒素A(OTA)的適配體(apt)為模型生物分子，以電化學交流阻抗譜(EIS)為研究手段，考察了上述制備的不同AuNPs修飾密度的rGO/AuNPs功能復合材料，對適配體DNA的負載能力。研究發(fā)現，rGO/AuNPs復合物中AuNPs的修飾密度越大，對apt的負載能力越強，即AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs，對apt具

4、有最大的負載能力?；谶@一研究結論，以AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs復合物作為傳感信號放大平臺，構建了一種免標記的適配體生物傳感器。優(yōu)化條件下，電子轉移阻抗（Ret）的對數與OTA濃度的對數之間呈現良好的線性關系，線性范圍為0.1 ng mL-1～200 ng mL-1，線性回歸方程為:logRet=3.386+0.144 log c(R2=0.995)，檢出限為0.03 ng mL-1(S/N=3)。該傳感器具有良好的選擇

5、性和重現性。
　　3.以AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs復合物為載體，利用Au-S共價自組裝的方式與巰基末端的DNA2偶聯，成功制備了具有信號放大作用的rGO/AuNPs-DNA2納米生物探針，然后利用apt的橋聯作用耦合所制備的rGO/AuNPs-DNA2納米生物探針以及修飾在金電極表面的DNA1，成功構建了一種夾心型適配體電化學生物傳感器。由于rGO/AuNPs表面負載了大量的DNA2，一條apt與OTA的結合會使大

6、量DNA2從電極表面脫附，進而產生較大的Ret變化，從而實現電化學阻抗法對OTA的靈敏檢測。優(yōu)化條件下，Ret值的對數與OTA濃度的對數之間呈現良好的線性關系，線性范圍為1.0×10-12～5.0×10-8 g mL-1，線性回歸方程為log Ret=3.878-0.199 log c(R2=0.991)，檢出限為0.3 pg mL-1(S/N=3)。該傳感器具有良好的選擇性、重現性和可再生性。
　　4.水相法合成了一系列CdTe

7、量子點(QDs)，以AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs復合物為載體，通過靜電組裝作用實現了發(fā)射紅色熒光的CdTe QDs在其表面的大量負載，制得rGO/AuNPs/CdTe納米復合物。進一步，以rGO/AuNPs/CdTe為標記物制備納米生物探針，并通過DNA之間的雜交反應將其與磁性載體耦合。由于rGO/AuNPs表面負載了大量的CdTe QDs，一條apt與OTA的結合會使大量的CdTe QDs從電極表面脫附，對其進行酸溶處理