一种基于石墨烯基丝网印刷电极的免标记DNA生物传感器

作者基于色胺功能化的石墨烯修饰的丝网印刷电极构建了一种新型的快速、便携、低成本的免标记电化学生物传感器,用于检测目标DNA单链.研究使用还原氧化石墨烯和色胺通过π-π作用结合,使用戊二醛将其固定到电极表面,并连接氨基修饰的单链DNA探针,制成传感器.运用XPS、拉曼光谱、荧光光谱、高分辨率透射电镜、原子力显微镜等手段表征其组成、形貌以及相互作用.电化学阻抗谱用于表征传感器的测试性能等.本课题构建的DNA生物传感器具有高灵敏度和特异性,检出限低达10~(-11) mol/L,线性区间为10~(-7)～10~(-11) mol/L.     

石墨烯量子点的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究石墨烯量子点的等离激元激发。和宏观大小的石墨烯相比,由于量子点的尺寸和量子受限效应,石墨烯量子点的等离激元具有一些不同的特征。在低能共振区,光谱线发生展宽和劈裂。石墨烯量子点的等离激元激发依赖于边界的构型。此外,对称性对于石墨烯量子点的等离激元激发也起着重要的作用。     

石墨烯/功能核酸电化学传感器在重金属离子检测中的研究进展

重金属离子由于其生物毒性大、易被富集、难于降解等特点，已严重威胁到人类的健康和安全。因此，开发快速、低成本、简单可靠的重金属离子检测方法具有非常重要的意义。近年来，基于石墨烯复合材料的电化学传感器具有高选择性、高灵敏度、低成本的特点，已广泛用于重金属离子的检测。而功能核酸作为新兴的识别元件，具有可媲美抗体的特异性识别作用，在电化学传感设计方面引起了广泛兴趣。本文对基于石墨烯复合材料/功能核酸的电化学传感器检测重金属离子的原理和研究进展进行综述，最后对其发展前景进行了展望。     

石墨烯量子点的制备及其在食品安全领域的应用研究

石墨烯量子点(GQDs)是一种新型的荧光碳纳米材料,它不仅具备了石墨烯的优良特性,而且因量子点的量子限域效应和边界效应也具备了光致发光等石墨烯所不具备的性质,而且在细胞毒性、生物相容性等方面也有更好的表现.近年来,石墨烯量子点的应用领域已由材料学逐渐扩展到了医学、药学、生物学、环境学乃至食品安全领域.主要阐述了石墨烯量子点的制备方法以及在食品安全领域的应用前景.制备方法主要包括自上而下法(Top-down)和自下而上法(Bottom-up),其中自上而下法(Top-down)主要包括化学剥离碳纤维法、水热法和电化学法等;自下而上法(Bottom-up)主要包括溶液化学法、超声波法和微波法等.随着GQDs在各领域应用的不断深化,对其形貌和尺寸控制也提出了更高的要求,对合成方法中能精确控制GQDs形貌和尺寸的方法进行了介绍,并对各种方法的优缺点进行了对比.石墨烯量子点作为一种良好的荧光探针,在食品安全检测、重金属离子检测、生物毒素检测、医学指标检测和药物检测等领域具有非常广阔的应用前景.     

水中痕量重金属离子的碳量子点荧光传感器检测法研究新进展

碳量子点具有优良的荧光特性、制备简单、成本低廉、毒性低、性能稳定和生物相容性好等优点,在荧光传感器方面展现出良好的应用前景,在金属离子检测和生化分析等领域引起了广泛关注。本文综述了碳量子点的制备方法及近5年碳量子点荧光传感器在检测水中痕量重金属离子方面的最新进展,并对碳量子点荧光传感器目前面临的挑战和今后的发展趋势进行了展望,以期为该领域的深入研究提供参考和借鉴。     

石墨烯量子点荧光探针在磷酸盐检测中的应用

本文以石墨烯量子点为荧光探针构筑了高选择性磷酸盐传感器.石墨烯量子点的荧光发射波长在407nm,Eu3+可使其荧光发生猝灭.随着磷酸盐的逐渐加入,Eu3+从石墨烯量子点的表面释放出来与磷酸盐结合,猝灭的荧光逐渐回升.回升的荧光信号与磷酸盐浓度成正比,线性范围为8.0×10-7到9.0×10-6mol/L,检出限为1.0×10-7mol/L.所制备的传感器具有较高的灵敏度和选择性,且测定简单,快速,使其具有一定的实际应用价值.     

基于酪氨酸酶-氧化石墨烯的生物传感器的制备及应用

研制了基于酪氨酸酶和氧化石墨烯修饰丝网印刷电极的生物传感器,并用于水中邻苯二酚的测定1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯分子通过非共价的π-π堆积作用吸附到氧化石墨烯上,酪氨酸酶与1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯形成酰胺键,组装到氧化石墨烯上,制得纳米复合材料.该材料为酩氨酸酶的固定提供了有利的微环境,并且能很好地保持其生物活性.传感器对邻苯...     

石墨烯量子点二聚物的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究了石墨烯量子点二聚物的等离激元激发.当2个石墨烯量子点靠近,若量子点间的间隙较大,通过电容性相互作用时,石墨烯量子点二聚物的低能等离激元共振模式随着间隙的减小发生红移.进一步减小间隙时,由于电子的隧穿,二聚物的等离激元共振模式发生了改变,杂化等离激元共振模式形成.杂化等离激元共振模式随着间隙的减小继续红移.石墨烯量子点二聚物等离激元共振模式的演化规律不依赖于石墨烯量子点的形状.     

电化学法检测细胞中的尿酸和嘌呤

研究氧化石墨烯量子点/多壁碳纳米管/丝网印刷电极(GOQDs/MWCNTs/SPCE*)对V79细胞的最佳检测条件.富集电位为0 V、富集时间为240 s、pH为7.4时尿酸和嘌呤标准品混合溶液的电化学信号最佳.该电极实现了对V79细胞中尿酸、黄/鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的检测,为生物样品中生物分子的灵敏快速检测提供新的技术方法.     

硒化铅量子点/石墨烯可见光敏晶体管的研究

石墨烯晶体管以其高载流子迁移率和宽波长范围光吸收在光探测方面得到了广泛研究.然而石墨烯极低的光吸收率限制了其响应灵敏度.以溶液法用氧化铅、硒粉、TOP为反应物一步合成硒化铅量子点,与湿法转移的单层铜基底石墨烯复合,制备硒化铅量子点/石墨烯光敏晶体管,利用石墨烯的高迁移率和量子点对光的高吸收效率提高晶体管的光响应,测试表明晶体管对波长370 895 nm范围内的光均有良好响应,在波长540 nm光强0.528μW/cm~2下的响应率达到了10~6A/W.     

石墨烯及其衍生物在生物医药领域的研究进展

综述了石墨烯及其衍生物氧化石墨烯和功能化石墨烯的结构特性、生物学特性,以及其在生物传感器、药物载体、光线疗法、生物成像和组织工程材料等生物医药方面的研究进展.结果表明:石墨烯及其衍生物特殊的结构、优异的性能为疾病诊断及临床用药提供新的可能,在生物医药方面具有很大的应用前景.     

石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

基于量子点网点微结构的背光源技术研究

研究了一种基于导光板量子点网点微结构的背光新技术,提出了一个方案,即将红/绿量子点按合适的比例填充到导光板网点油墨中,然后以蓝光LED作为入射光源来激发导光板网点微结构中的红/绿量子点,以获得相应的红/绿光,并将其与剩余蓝光混合形成白光.在该方案中,重点研究了背光源白平衡的关键影响因素,其中包括红/绿量子点的合适配比、蓝光激发强度以及油墨等.最后,基于此技术试制了背光模组样机,并通过印刷方式加工了625 nm/525 nm的红/绿量子点网点的微结构,同时采用中心波长为450 nm的蓝光LED激发,通过测试,该样机输出的白光CIE1931色坐标为(0.3175,0.314),色温为6 281K,色域覆盖率达到119.3%.实验结果表明:该方案可行性较高,是一种与传统侧入式背光生产工艺较为贴近的量子点背光源新方案.     

基于石墨烯量子点的电化学发光传感器的构建及性能研究

铜离子是一种对于自然环境和人体健康都颇为棘手的重金属污染物,实现对其的快速检测具有较高的实际应用价值.而电化学发光传感器是一种基于电化学发光原理的检测技术,其具有分析速度快、灵敏度高、操作简单、可控性强等优势.本文提出了一种基于石墨烯量子点的电化学发光检测方法,利用量子点优异的光学和电学特性,可实现对水溶液中铜离子的快速检测,且操作简单.实验结果表明该传感器在铜离子为0.5～16μM的浓度范围内表现出良好的线性度,同时具有较好的稳定性,在污染物检测领域中具有一定的应用价值.     

ZnO/GQDs纳米复合材料的制备及其性能研究

通过一步水热法合成氧化锌(ZnO)/石墨烯量子点(GQDs)纳米复合材料,透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对合成的纳米材料进行表征.将所制备的纳米材料应用于修饰电极,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法探究多巴胺在该材料电极的电化学行为,实验结果显示:与氧化锌和石墨烯量子点的单一材料相比,ZnO/GQDs纳米复合材料修饰的电极对检测多巴胺的氧化还原能力更强,并在0. 3～100μmol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限为0. 19μmol/L(S/N=3).此外,该生物传感器测定实际样品中多巴胺的结果令人满意.     

石墨烯复合材料在葡萄糖生物传感器中的应用

研究合成了石墨烯/聚苯胺/纳米金复合材料,并对该材料进行了红外表征,构建葡萄糖氧化酶/石墨烯/聚苯胺/纳米金/Nafion膜修饰丝网印刷电极的一次性酶生物传感器并用于葡萄糖的测定,结果令人满意。     

量子点的制备及其在光化学传感器中的应用研究进展

量子点(QDs)作为一种新型半导体荧光纳米材料,表现出优越的光学、电子和表面可修饰等性质,可应用于许多领域.尤其在化学和生物化学领域,以量子点独特的发光优势构筑传感器在分析检测方面表现出很高的灵敏性和选择性.文章概述了量子点结构、性质及其制备方法,并综述了量子点在光化学传感器中的应用.     

线性稠环芳烃连接的石墨烯量子点的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究线性稠环芳烃连接的石墨烯量子点的等离激元激发.在低能共振区,体系存在2种不同的激发模式.一种激发模式主要位于可见光及近红外光谱区,参与该激发模式的离域化π电子在整个体系中运动;随着线性稠环芳烃链长度的增加,该激发模式发生红移,并且激发强度增大.另一种激发模式主要位于5 e V附近,参与该激发模式的π电子在一个石墨烯量子点中运动,该激发模式基本上不受线性稠环芳烃链长度的影响.此外,线性稠环芳烃连接的石墨烯量子点在近红外光谱区的等离激元激发还依赖于石墨烯量子点的形状.     

石墨烯基墨水的制备及其在印刷电子中的应用

 石墨烯材料具有优异的导电性、柔性、化学稳定性等特征,在印刷电子领域中具有广阔的应用前景。概述了石墨烯材料的宏量制备方法,结合喷墨打印、丝网印刷和3D打印等方法介绍了石墨烯墨水制备的技术特点和要求,展示了石墨烯在印刷电子功能器件中的应用,主要类型包括透明导电薄膜、柔性电路、超级电容器和可穿戴传感器等。总结了该领域当前研究进展中存在的问题和挑战,从材料设计、加工制备和器件应用方面进行了展望。在未来发展中可通过丰富石墨烯打印线路的结构形式,并注重利用组装的策略增强结构有序性,实现多功能、高性能的器件制备和应用。     

石墨烯量子点/钯纳米复合材料直接电化学法检测葡萄糖

通过简单的合成方法制备了氨基功能化石墨烯量子点支撑钯纳米复合材料(GQDs@PEI/Pd)。采用透射电镜(TEM)、循环伏安法(CV)和电流-时间(i-t)等方法对其表征,并证明该纳米材料对葡萄糖有明显的电化学响应。基于该复合材料构建了无酶葡萄糖电化学生物传感器,葡萄糖浓度在1～220μmol/L范围内与电流信号呈现良好的线性关系,其线性方程由高、低浓度两部分组成,最低检测线为0.30μmol/L,其灵敏度最高为1 405.2μA/(mmol/L)/cm~2。因此,该传感器具有高选择性、高灵敏度和长期稳定的优点,可为检测人体血清葡萄糖提供一种新的方法。