基于石墨烯-TiO_2复合材料的蛋白质电化学传感器的研究

采用层层涂布法把石墨烯-二氧化钛(GR-TiO_2)复合材料、血红蛋白(Hb)和Nafion滴涂在固体电极表面制备出相应的蛋白质电化学传感器.为了证明Hb与复合材料混合后其原始构象基本不变,采用光谱技术进行表征.利用循环伏安扫描在Hb修饰电极上出现一对良好对称峰形的准可逆氧化还原峰,表明电活性的Hb发生反应.同时利用此方法求解了电化学参数如电子传递系数和异相电极反应速率常数,考察了该电化学传感器对三氯乙酸的电催化行为.     

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。     

基于石墨烯-壳聚糖/纳米金的酪蛋白电化学免疫传感器

将石墨烯和壳聚糖的复合物滴涂到玻碳电极表面,利用壳聚糖对纳米金的吸附将其修饰到上述电极,以纳米金对抗体的良好亲和力将酪蛋白抗体修饰到电极表面制成免疫传感器,利用循环伏安法对传感器进行表征.结果表明,石墨烯和纳米金有效地促进了电子的传递速度,提高了检测灵敏度.在优化条件下,响应电流与酪蛋白浓度的对数在10～10 000μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为2μg/L(S/N=3).     

纳米材料在电化学免疫传感器中的应用研究

近几十年来,纳米材料的研究已经成为了全球材料,物理,化学领域的热点,其潜在的重要性毋庸置疑。纳米材料,因其具有大的比表面积、良好的生物相容性、强的吸附力及高催化效率等优异特性,在免疫传感器中被广泛地应用于生物分子的固定、待测物质的富集和浓缩、信号的检测和放大,使免疫传感器的响应灵敏度得到了大大的提高。简要介绍了几种纳米材料在免疫传感器中的应用,并展望了其应用前景。     

石墨烯修饰离子液体电极制备癌胚抗原免疫传感器

以离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐为黏合剂制备了碳糊电极.利用石墨烯和金纳米修饰碳糊电极,通过金纳米的吸附能力将癌胚抗体修饰到电极表面制成免疫传感器,用于癌胚抗原的灵敏测定.利用循环伏安法对传感器进行了表征.结果表明,修饰电极显著地促进了电子在电极表面的传递速度,提高了方法的检测灵敏度.在优化条件下,峰电流变化值与癌胚抗原的浓度在0.5～5.0μg/L和5.0～120.0μg/L范围内呈良好的线性关系.信噪比等于3时,癌胚抗原的检出限为0.05μg/L.新方法被应用于人血清样品分析.     

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。     

基于石墨烯的功能化复合材料及其在电化学储能中的应用

能源问题是人类社会未来面临的重大挑战,从实现电能与化学能相互转换的角度而言,作为一种二维结构材料,石墨烯不仅可以构筑电子导电网络,也可实现对反应活性物种状态的设计和调控,进而改变反应的热力学和动力学,在电化学储能系统中具有十分重要的意义.本文主要介绍了石墨烯的制备方法及其在构筑电子导电网络以实现对反应活性物种状态的设计和调控方面的作用和功能,分别就其在构筑硫复合材料、氧化物复合材料、导电聚合物复合材料等方面进行了讨论,并结合相应的电化学储能系统评价这些复合材料的性能.     

石墨烯在金电极上固定方法的选择及免疫传感器的构建

分别利用重氮化法、滴涂法、非共价键合法及偶联法将石墨烯固定于电极表面,并对所得到的修饰电极进行电化学表征,分析结果显示重氮化法制备的石墨烯修饰电极性能更稳定,信号更灵敏,所以将其用于免疫传感器的制备.首先在金电极上制备对氨基苯硫酚和苯硫酚的混合自组装单分子膜(MSAM),再利用重氮化法将石墨烯固定在MSAM修饰电极表面,然后在其表面电沉积纳米金,最后通过金-氨键固定抗体(羊抗小鼠IgG),并对小鼠IgG进行了初步检测,线性范围为0.001～400μg/L,检测下限达到0.0014μg/L.结果表明,该传感器具有检测范围宽、灵敏度高的优良性能,在临床检验中具有广阔的应用前景.     

用于检测六价铬的二氧化钛-石墨烯复合电化学传感器

六价铬 (Cr(VI)) 化合物可用于各种行业,但具有毒性和致癌性。本文使用二氧化钛 (TiO-₂) -还原氧化石墨烯 (rGO) 复合材料作为传感元件,制造了一种用于测定 Cr(VI) 的电流传感器。该复合材料是按照溶胶?凝胶化学合成的,产生尺寸约为 50 nm 的 TiO₂ 纳米颗粒,固定在化学剥离的 rGO 片材上。该复合材料用于三电极电化学电池并以电流模式运行,对 50?500 ppb Cr(VI) 表现出良好的响应。对 pH 3 Mcilvane 缓冲介质的最佳结果显示灵敏度为 9.12 × 10?4 ppb?1,检测限为 6 ppb,200 ppm Ca(II)、150 ppm Mg(II) 和 50 ppb Pb(II) 没有信号干扰。TiO₂-rGO 传感器的优异结果可归因于TiO₂和 rGO 之间的协同效应,这是由于 n-p 异质结的存在和 rGO 上TiO₂ 纳米颗粒的形成。     

功能化石墨烯在生物医学研究中的应用

石墨烯以其独特的二维结构和优良的电学、光学、热学和机械性能,自2004年来倍受研究人员的高度关注,迅速成为材料、化学、物理和医学领域的热点研究课题.在简要介绍石墨烯基本情况的基础上,重点阐述了石墨烯在生物传感器、靶向给药中的应用.     

石墨烯纳米复合材料在电化学免疫传感器中的应用

石墨烯纳米复合材料由于其优异的电化学性质和生物相容性被广泛的应用于制备超灵敏的电化学免疫传感器.通过与其他纳米材料复合,石墨烯的良好导电性等优点被放大,而易聚集、堆叠、生物相容性较差等缺点被克服.因而,对石墨烯的改性工作成为当下研究的热点.本文综述了石墨烯纳米复合材料在构建电化学免疫传感器中应用,包括石墨烯与金属、金属氧化物、高分子聚合物等的纳米复合材料,并对石墨烯纳米复合材料在电化学免疫传感领域的发展方向和前景做出了展望.     

二氧化铅/石墨烯电极的制备及其电化学性能

采用沉淀结合法,制备二氧化铅/石墨烯(β-PbO₂/rGO)复合材料.通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和比表面积分析仪研究该复合材料的结构、形貌和比表面积,利用电化学测试技术研究β-PbO₂/rGO复合电极和纯β-PbO₂电极的电化学性能.结果表明:在复合材料中,纳米β-PbO₂较均匀地分散在rGO片表面,β-PbO₂/rGO复合材料比纯β-PbO₂具有更大的比表面积;复合电极因具有更多的反应活性位点,电化学反应速度较快;在不同的电流密度下,β-PbO₂/rGO电极的质量比容量比纯β-PbO₂电极高,证明复合电极具有比纯β-PbO₂电极更好的电化学性能.     

石墨烯掺杂对分子印迹电化学传感器的增敏作用

分别以掺杂氧化石墨烯和石墨烯的壳聚糖为功能基体,尿酸为模板分子,采用恒电位技术于玻碳电极表面制备氧化石墨烯-壳聚糖和石墨烯-壳聚糖的分子印迹电化学传感器.同时,利用电化学与波谱技术研究了不同石墨烯掺杂对制备出的传感器灵敏度的影响.表征结果表明:石墨烯的sp2共轭结构的完整性及其在界面的存在形态是导致不同电化学增敏效果的原因.     

聚吡咯/氧化石墨复合材料的电化学电容性能

以改进的Hummer法制备氧化石墨(GO),用原位聚合法合成聚吡咯/氧化石墨(Ppy/GO)复合物,运用CV和CP法测试电化学性能,并以XRD,FTIR,SEM分析材料的结构形貌.结果表明:(1)Ppy/GO复合物具有较好的电化学电容性能.当电流密度为0.5A.g-1时,复合物在1mol.L-1 H2SO4溶液中的比电容可达358.93F.g-1.(2)Ppy/GO复合物较Ppy有更好的循环稳定性和倍率充放电性能.当扫描速率分别为10,20,50mV.s-1时,复合物电极的循环伏安曲线均呈现出良好的矩形特征,并能保持一致性,而在相同扫描速率下,Ppy的循环伏安曲线不稳定;当电流密度分别为1,2,5A.g-1时,复合物的比电容分别达204.71,130.82,60.21F.g-1,高于相同条件下Ppy的178.05,123.89,46.52F.g-1.以上说明将聚吡咯与氧化石墨形成复合物有利于改善聚吡咯的电化学电容性能.     

对苯二酚在氧化石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为及测定

将分散在水中的氧化石墨烯滴涂到玻碳电极制成修饰电极.用循环伏安法和差分脉冲伏安法对对苯二酚在该修饰电极的电化学行为进行了研究.在pH值为6.5的磷酸盐缓冲液中,该修饰电极对对苯二酚具有良好的电催化作用.分别对氧化石墨烯的用量、支持电解质、pH和扫描速度等实验条件进行了优化.在优化条件下,对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在1.0～100.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.989.信噪比为3时,检出限为0.1μmol/L.将该方法应用于模拟水样中对苯二酚的测定,回收率为97.6%～103.5%.     

功能化石墨烯的性能与应用

石墨烯是一种具有独特二维晶体结构的新型碳纳米材料,具有优异的力学、电学、光学和热学性能,但是在溶剂中难以分散限制了其在很多领域的应用.功能化石墨烯提高了分散性,充分发挥了石墨烯的优良性能,在储能、生物医药、传感器和复合材料方面具有光明的应用前景.综述了石墨烯和功能化石墨烯的制备方法、优良性能及其各领域的应用.     

基于金纳米粒子/石墨烯修饰电极的电化学DNA阻抗传感器的制备

报道了一种基于金纳米粒子/石墨烯修饰玻碳电极的电化学DNA阻抗传感器.首先在玻碳电极表面修饰一层石墨烯,然后通过电化学方法在石墨烯表面沉积一层金纳米粒子,探针DNA(含巯基)通过金硫键连接在金纳米粒子表面.电化学阻抗技术用于DNA传感器的组装表征及其特殊序列DNA的检测.在最佳的实验条件下,传感器响应信号与互补靶DNA浓度的对数在1.0×10-12-1.0×10-7M呈良好线性关系,其线性回归方程:ΔRct(Ω)=1526.6+109.9lgC,相关系数R为0.9970,检出限为3.5×10-13M(S/N=3).此外,该传感器具有良好的选择性,它能识别单碱基错配序列的靶DNA.     

一种基于纳米氧化铝/石墨烯复合膜修饰的对硫磷电化学传感器

制备了一种纳米氧化铝/石墨烯(Al2O3/Gr)复合膜修饰的对硫磷电化学传感器,用电子扫描显微技术(SEM)表征了复合膜的表面形貌,用循环伏安法研究了对硫磷(PT)在复合膜及单层膜修饰的电极表面的电化学行为。研究表明:在p H为5.2的醋酸缓冲液中开路富集2.5 min时,PT的还原峰电流最大。在优化实验条件下,PT的还原峰电流ipc与其浓度在0.05~60μM范围内呈良好线性关系,线性回归方程为ipc(μA)=5.666+0.693 7 c(μM),R=0.996 4,检测限可达20 n M(S/N=3)。该传感器稳定性好、重现性佳,且具有一定抗干扰能力。用加标回收法测量新鲜小白菜样品中PT含量,回收率在94.5%~101.0%,结果令人满意。