基于二維納米片復(fù)合材料的電化學(xué)酶生物傳感平臺的構(gòu)建.pdf

1、電化學(xué)生物傳感平臺是通過集成生物識別元件與電子器件所開發(fā)出來的一類結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)靈敏，價格低廉的便攜式電化學(xué)分析檢測工具。近年來，隨著納米技術(shù)和納米科學(xué)的飛速發(fā)展，基于納米材料的信號放大技術(shù)提高電化學(xué)生物傳感平臺靈敏度和選擇性的研究，展現(xiàn)出了較好的實際應(yīng)用前景。自石墨烯問世以來，二維（2D）超薄納米材料便引起了科研工作者的極大關(guān)注。目前，各種新奇的2D納米材料相繼被應(yīng)用于電化學(xué)傳感平臺的構(gòu)建，并取得了令人滿意的成果。隨著研究的不斷深入，

2、科學(xué)家們將2D納米材料與其他納米材料進(jìn)行合理的組裝后，由此制備出的2D納米片復(fù)合材料能夠發(fā)揮出更好的分析傳感性能，這對新型高性能電化學(xué)生物傳感平臺的構(gòu)建具有非常重要的指導(dǎo)意義。本文通過2D納米片復(fù)合材料將牛血紅蛋白固定在基底電極上，成功的構(gòu)建出多種靈敏度高、選擇性強(qiáng)的電化學(xué)酶生物傳感平臺。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過共沉淀法將氨基功能化離子液體、類水滑石和牛血紅蛋白復(fù)合，成功地制備出 AFIL-LDH-Hbcop生物納米復(fù)合材

3、料。使用該復(fù)合材料修飾玻碳電極并考察Hb的直接電化學(xué)和電催化行為。紫外光譜和傅里葉變換紅外光譜的實驗結(jié)果表明 Hb在納米材料上保持了其原有的生物構(gòu)象并且具有良好的穩(wěn)定性。X射線衍射與掃描電子顯微鏡圖顯示 AFIL-LDH-Hbcop雜化物具有典型的層狀結(jié)構(gòu)。基于該納米復(fù)合材料構(gòu)建的生物傳感平臺對三氯乙酸（TCA）表現(xiàn)出較好的電化學(xué)催化行為。⑵通過靜電組裝氧化石墨烯（GO）和剝離CoAl-LDH納米片（ELDH）制備出一種三明治型夾心結(jié)構(gòu)

4、的還原石墨烯-剝離類水滑石（GR-ELDH）納米復(fù)合材料。使用該復(fù)合材料和殼聚糖（CTS）將Hb固定在離子液體碳糊電極（CILE）表面，制備出CTS/GR-ELDH-Hb/CILE修飾電極并用于考察Hb的直接電化學(xué)和電催化行為。光譜法表征結(jié)果顯示Hb在復(fù)合材料上保持了其原有構(gòu)象并且具有良好的穩(wěn)定性。修飾電極的循環(huán)伏安（CV）曲線圖中出現(xiàn)了一對峰形良好且準(zhǔn)可逆的氧化還原峰。方波伏安法（SWV）的表征顯示該修飾電極對TCA的催化檢測結(jié)果較好

5、。⑶通過AFIL共價修飾GO-ELDH制備出一種具有水穩(wěn)定性的AFIL-GR-ELDH三元納米復(fù)合材料。用該復(fù)合材料和CTS將Hb固定在CILE上，制備出CTS/AFIL-GR-ELDH-Hb/CILE修飾電極并用于考察Hb的直接電化學(xué)和電催化行為。SEM，TEM，F(xiàn)TIR，XRD，X射線光電子能譜（XPS）等表征手段進(jìn)一步地證實AFIL以共價鍵的形式結(jié)合在GR片層表面。光譜法的表征結(jié)果表明Hb在復(fù)合材料上保持了其固有的生物活性。通過C

6、V法和I-t曲線法考察了該修飾電極對TCA和H2O2的催化行為，結(jié)果令人滿意。⑷通過水熱法將GO和CoAl-LDH組裝成為GR-LDH水凝膠，再將其與三聚氰胺粉末混合煅燒，制備出一種新型的 GR-LDH-C3N4三元納米復(fù)合材料。用該復(fù)合材料和CTS將Hb固定在CILE上，制備出CTS/GR-LDH-C3N4-Hb/CILE修飾電極并用于考察 Hb的直接電化和電催化行為。高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM），XPS，XRD以及SEM表征