基于功能化石墨烯電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其生物分析應(yīng)用研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器是指在電極和電解液異相相接的界面上，因電荷的遷移而發(fā)生的電極反應(yīng)，從而將響應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為電信號的化學(xué)傳感器。電化學(xué)傳感器在分析檢測領(lǐng)域逐漸成為重要的檢測技術(shù)，因其具操作簡便、選擇性高、分析速度快、價格低廉、并且可進行在線分析等傳統(tǒng)分析方法不可比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)在藥理學(xué)、環(huán)境、食品、醫(yī)藥研發(fā)、農(nóng)業(yè)、發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到了高度的關(guān)注和廣泛的應(yīng)用。自2010年，And re Ge im和Konstantin Novoselov獲得諾

2、貝爾物理學(xué)獎，國內(nèi)外對石墨烯倍受關(guān)注。本論文制備了石墨烯及功能化石墨烯雜化材料，并探究了其在電化學(xué)傳感器制備中的應(yīng)用。主要研究了石墨烯及其功能化復(fù)合物作為電極材料在毛細管電化學(xué)發(fā)光、葡萄糖生物傳感器和P450酶生物傳感器制備中的應(yīng)用，實現(xiàn)了對5-羥色胺和酪胺酸、葡萄糖、以及非那西丁的測定。全文共分為四章：
　　第一章：簡要介紹了電化學(xué)傳感器的實際應(yīng)用，綜述了在電化學(xué)傳感器以石墨烯修飾電極的研究進展。
　　第二章：通過將三（2

3、,2'-聯(lián)吡啶）釕（Ru(bpy)32+）結(jié)合2,2-連氮基-雙（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）（ABTS）功能化的石墨烯，并且成功的固定在電極表面，制備了一種具有高穩(wěn)定性電致發(fā)光電極。Ru(bpy)32+與 ABTS功能化的石墨電極之間的結(jié)合除了π-π電子的共軛作用外，還有靜電作用力。連有毛細管電泳的電化學(xué)發(fā)光（EC L）傳感器被用于檢測酪氨酸和5-羥色胺，利用它們對Ru(bpy)32+/三丙胺（TPA）體系產(chǎn)生淬滅效應(yīng)的。在經(jīng)過對毛細

4、管電泳分離和 ECL檢測條件進行優(yōu)化后，這種淬滅機制得到了證實。在信噪比為S/N=3時，針對酪氨酸和5-羥色胺的檢測線分別為0.1μM和0.02μM。此種方法將來可被用于檢測小腸癌患者中血液內(nèi)的酪氨酸和5-羥色胺。
　　第三章：通過制備聚二烯二甲基氯化銨（PDDA）功能化石墨烯（G），使其表面帶正電，與帶負電的納米金（AuNPs），進行靜電自組裝，制得AuNPs/G。為了驗證這種材料的應(yīng)用性，將其修飾到玻碳電極上，以葡萄糖氧化酶（

5、GO D）作為模板。將制備的G/AuNPs/GOD/GC E作為葡萄糖傳感器，其平均電子轉(zhuǎn)移速率為1.64 s-1。制備的葡萄糖傳感器對葡萄糖的響應(yīng)范圍是1～9 mM，檢出限為0.1 mM（S/N=3）。這種傳感器能夠有效的排除一般共存化合物的干擾，并且可以對血清樣品進行測定，其回收率為在95.7％～107.6%。因此，可以說明G/AuNPs雜化材料為GOD提供了優(yōu)良的導(dǎo)電性和適宜的微環(huán)境，這也為固定其他的酶或蛋白質(zhì)提供一種有利的平臺。