基于石墨烯納米復(fù)合材料的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器.pdf

1、本課題基于石墨烯這種性能優(yōu)越的新型二維碳納米材料制備了不同的石墨烯修飾電極，并應(yīng)用于葡萄糖的電化學(xué)檢測(cè)中，構(gòu)建了基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖生物傳感器及無(wú)酶葡萄糖電化學(xué)傳感器，制備方法新穎簡(jiǎn)便，傳感器對(duì)葡萄糖的分析性能良好。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.采用一種簡(jiǎn)單、綠色、可控的電化學(xué)方法合成了石墨烯納米金復(fù)合材料，具體過(guò)程是通過(guò)循環(huán)伏安技術(shù)，在玻碳電極(GCE)表面將氧化石墨烯(GO)和氯金酸進(jìn)行電化學(xué)共還原。通過(guò)該方法制備的石墨烯-

2、納米金修飾電極對(duì)過(guò)氧化氫表現(xiàn)出較好的電催化活性，因此能夠保證固定了葡萄糖氧化酶構(gòu)建葡萄糖生物傳感器后葡萄糖在較低的過(guò)電位下實(shí)現(xiàn)安培檢測(cè)，同時(shí)，石墨烯納米金復(fù)合材料為葡萄糖氧化酶提供了良好的納米微環(huán)境，促進(jìn)了酶的電活性中心和電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移。在葡萄糖的分析測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果表明在信噪比為3的情況下葡萄糖在該酶?jìng)鞲衅魃系臋z測(cè)限為17μmol/L,檢測(cè)靈敏度為56.93μA(mmol/L)-1cm-2，并且該傳感器表現(xiàn)出較好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定

3、性、選擇性。
　　2.合成了氧化銅(CuO)/石墨烯(rGO)復(fù)合納米材料，并基于該CuO-rGO納米復(fù)合材料構(gòu)建了新型、靈敏的無(wú)酶葡萄糖傳感器。CuO-rGO是在水和異丙醇混合而成的雙溶劑中，采用一種簡(jiǎn)單綠色高效的化學(xué)方法制備而成的。在合成過(guò)程中，異丙醇承擔(dān)了溶劑和還原劑的雙重作用，首先，CuO納米顆粒能夠通過(guò)靜電作用和水解作用成功的沉積到氧化石墨烯片層上，同時(shí)氧化石墨烯在異丙醇的還原作用下可以部分還原，整個(gè)過(guò)程不需要再加入其他

4、強(qiáng)還原劑。我們對(duì)合成的CuO-rGO納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征并探究了它的電催化作用，結(jié)果表明該復(fù)合材料發(fā)揮了CuO納米顆粒和rGO片層的協(xié)同效應(yīng)，在堿性溶液中降低了葡萄糖電化學(xué)氧化的過(guò)電位，提高了靈敏度。固定檢測(cè)電位0.4V，CuO-rGO修飾的玻碳電極對(duì)葡萄糖檢測(cè)的靈敏度為2221μA(mmol/L)-1cm-2，線性范圍是0.4μmol/L～12mmol/L。
　　3.制備了石墨烯銅鎳修飾電極，制備過(guò)程為:首先在玻碳電極

5、表面電化學(xué)還原氧化石墨烯得到石墨烯修飾電極(ERGO/GCE)，然后利用電沉積方法將銅鎳雙金屬納米材料(Cu-Ni)沉積到ERGO/GCE表面。由于石墨烯大的比表面積及良好的導(dǎo)電性能，銅鎳雙金屬材料優(yōu)異的催化性能，基于該石墨烯銅鎳納米復(fù)合材料構(gòu)建的無(wú)酶葡萄糖傳感器(Cu-Ni/ERGO/GCE)實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖高靈敏的催化氧化，并在葡萄糖的定量測(cè)定中表現(xiàn)出較好的分析性能，低濃度和高濃度下的線性范圍分別是0.4μmol/L-1mmol/L和