以石墨烯為基礎(chǔ)的雌激素電化學(xué)免疫傳感器的研究.pdf

1、近幾十年來，由于激素類藥物在畜牧養(yǎng)殖業(yè)和人們的日常生活中大量使用的原因，不同種類的雌激素排放進(jìn)入環(huán)境，甚至進(jìn)入食品中。濃度含量很低的雌激素，就具有很強(qiáng)的內(nèi)分泌干擾作用，對生物體造成潛在可能的危害。如人類生殖系統(tǒng)疾病，動物生殖功能異常、性比例失調(diào)以及雌雄同體率等發(fā)病率的升高被認(rèn)為與雌激素的污染有關(guān)。因此，雌激素危害問題已引起全世界的廣泛關(guān)注。
　　本文利用電化學(xué)傳感器和免疫檢測方法的優(yōu)勢結(jié)合各種納米材料構(gòu)建了檢測雌激素的競爭型電化學(xué)

2、免疫傳感器。通過納米材料對傳感器性能的改善，所構(gòu)建的電化學(xué)免疫傳感器對17β-雌二醇、己烯雌酚和17α-乙炔雌二醇的檢測均得到了較好的線性范圍和較低的檢測限。我們評估了傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和選擇性，并應(yīng)用于實際樣品檢測，得到了較好的回收率。
　　本文主要由以下幾個研究部分組成:
　　1、用石墨烯-聚苯胺復(fù)合物來修飾玻碳電極，并用羧基化的氧化石墨烯作為抗體和辣根過氧化物酶的載體構(gòu)建了一種新型檢測17β-雌二醇的電化學(xué)免疫傳感

3、器。石墨烯-聚苯胺復(fù)合物不僅可以為生物分子的固定提供一個較大的比表面積，而且石墨烯和聚苯胺優(yōu)良的導(dǎo)電性能改善了電化學(xué)傳感器的靈敏度。羧基化的氧化石墨烯帶有大量的羧基集團(tuán)，羧基化的石墨烯可以連接大量的抗體和酶，使得傳感器的靈敏度進(jìn)一步改善。用掃描電子顯微鏡和傅里葉變換紅外光譜表征了制備的納米材料，并用循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜和差分脈沖伏安法對傳感器進(jìn)行了表征和17β-雌二醇的檢測。傳感器的線性范圍是40-7000 pg/mL，最低檢測限是

4、20 pg/mL。傳感器對17β-雌二醇的檢測表現(xiàn)出高的選擇性、極好的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性，并成功應(yīng)用到實際樣品的檢測中。
　　2、利用多壁碳納米管、殼聚糖和液體來修飾電極，并用多巴胺還原修飾的石墨烯作為抗體和辣根過氧化物酶的載體構(gòu)建了檢測己烯雌酚的電化學(xué)免疫傳感器。利用殼聚糖作為多壁碳納米管和離子液體的溶劑，合成的納米復(fù)合材料修飾金電極，使得修飾的電極的導(dǎo)電性和電流響應(yīng)極大改善，且殼聚糖具有良好的生物相容性。多巴胺還原修飾的石墨烯作為

5、載體，構(gòu)建的標(biāo)記層使得傳感器具有較好的靈敏度。構(gòu)建的競爭型己烯雌酚免疫傳感器的線性范圍是10 pg/mL-7μg/mL，檢測限是8 pg/mL。制備的傳感器對實際樣品的檢測得到了較好的回收率，并且構(gòu)建的免疫傳感器具有快速、簡便、穩(wěn)定性好和選擇性高的優(yōu)點。
　　3、用電沉積的方法電聚合一層鉑金納米合金在電極表面，并結(jié)合氧化石墨烯-聚苯胺、金-多巴胺-鉑納米粒子復(fù)合物的優(yōu)點構(gòu)建了一種新型17β-雌二醇的電化學(xué)免疫傳感器。修飾的電極表面

6、和合成的納米復(fù)合材料用掃描電子顯微鏡表征，傳感器構(gòu)建過程的電化學(xué)性能用循環(huán)伏安和電化學(xué)阻抗譜進(jìn)行表征。并對構(gòu)建傳感器的各種檢測條件進(jìn)行了優(yōu)化選擇，在最佳的檢測條件下，傳感器對17β-雌二醇的線性范圍是5 pg-100ng/mL，檢測限是5 pg/mL（S/N=3）。所構(gòu)建的傳感器具有較高的靈敏度和選擇性。制各的傳感器對水樣和牛奶進(jìn)行了檢測，并得到了較好的回收率。此外，傳感器表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
　　4、利用重氮功能化的石墨

7、烯修飾電極，并用硫堇-介空鉑作為標(biāo)記層構(gòu)建了檢測17α-乙炔雌二醇的電化學(xué)免疫傳感器。重氮功能化的石墨烯不僅可以改善電極的電流響應(yīng)，而且可以為生物分子的固定提供較大的比表面積。利用戊二醛作為連接劑，硫堇-介空鉑納米材料作為載體來連接抗體，硫堇作為檢測的電信號。對制備的納米材料進(jìn)行了掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜、能量色散光譜圖表征，并對傳感器的構(gòu)建過程用循環(huán)伏安法進(jìn)行表征，用方波伏安法檢測17α-乙炔雌二醇。在最佳檢測條件下，傳感器