Preparation and Its Application of Novel Graphene/Gold/Functional Conducting Polymer/Hydrogen Peroxide Biosensor

石墨烯材料和酶的固定对石墨烯基生物传感器性能及应用至关重要.金电极依次放入氧化石墨（0.05 mg/mL）和氯金酸（0.05 mmol/L）溶液中进行控制电位电解,循环以上操作20次后,转移至2,5-二（2-噻吩）-1-对苯甲酸吡咯单体溶液采用循环伏安法进行电聚合形成含有羧基的导电高分子膜,然后以1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）/N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）为活化剂将辣根过氧化物酶共价键合在修饰电极表面制备过氧化氢生物传感器.研究表明,交替电沉积得到的石墨烯/金纳米复合材料分散性好,所制备的生物传感器对过氧化氢的氧化还原过程有显著的催化作用.过氧化氢浓度在2～200 nmol/L之间传感器的电流响应与浓度呈线性关系,相关系数（R2）为0.9996,方法的检测限是0.67 nmol/L（S/N=3）,灵敏度明显优于现有文献报道.此外,共价键合方式固定酶使传感器的稳定性和方法的重现性大大提高.5 nmol/L的过氧化氢溶液测定20次,相对标准偏差为1.2%.在4℃下储藏3个月传感器电化学响应变化值少于3%.该方法已成功应用于牛奶样品中痕量过氧化氢的测定.     

基于Nafion-氧化石墨烯复合物/硫堇/纳米金构建过氧化氢传感器的研究

利用Nafion(全氟聚苯乙烯磺酸溶液)-氧化石墨烯复合物、硫堇和纳米金构建了H2O2酶传感器。首先将氧化石墨烯分散在体积分数0.2%Nafion溶液中制得Nafion-氧化石墨烯的复合物,并将其固定在玻碳电极表面,通过静电吸附将带正电荷的硫堇吸附到Nafion-氧化石墨烯复合膜修饰的玻碳电极表面,再利用静电吸附将纳米金修饰于电极上,通过纳米金来固定辣根过氧化物酶从而制得H2O2传感器。用循环伏安法和计时电流法考察该修饰电极的电化学特性。H2O2浓度为5.5×10-6~1.0×10-3mol/L时,酶电极的响应电流值与H2O2的浓度呈良好的线性关系,检出限为1.80×10-6mol/L。     

石墨烯基葡萄糖生物传感器的电化学制备及应用

修饰材料和酶在电极表面上的固定是目前制约葡萄糖生物传感器广泛应用的主要因素. 交替电沉积石墨烯和纳米金在玻碳电极表面以构建石墨烯/金复合材料. 电极放入2,5-二(2-噻吩)-1-对苯甲酸吡咯溶液(DPB)进行电聚合形成含有大量游离羧基的导电高分子膜. 以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液为活化剂将葡萄糖氧化酶共价键合于电极表面制备生物传感器. 采用拉曼光谱、X-射线衍射和扫描电镜对石墨烯/金复合材料的形貌和结构分析揭示交替电沉积得到了分散性良好的石墨烯/金复合材料. 此外, 修饰电极的电化学性质也被详细研究. 它的电活性面积、载酶量和表观米氏常数分别为0.1403 cm²、7.73×10^-11 mol·cm^-2和5.23×10^-5 mol·L^-1. 当葡萄糖浓度在5×10^-6～5×10^-4 mol·L^-1之间, 传感器的差分脉冲伏安峰电流变化符合线性关系. 方法的检出限为1.7×10^-6 mol·L^-1. 传感器在4 ℃下放置四周后其电化学响应仍能保持95%以上. 由于石墨烯/金复合材料的电催化作用和导电高分子对酶的共价固定, 方法在灵敏度、选择性、稳定性和重现性方面优于文献报道的萄葡糖生物传感器, 它成功用于血清中微量葡萄糖的测定.     

铁氰化钴修饰石墨烯平面电极对过氧化氢的传感作用

利用高分子支撑法将气相沉积(CVD)石墨烯从铜基底上转移到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上,制备出石墨烯平面电极(GPE), 通过循环伏安法将铁氰化钴(CoHCF)纳米颗沉积到GPE上,得到铁氰化钴修饰石墨烯平面电极(CoHCF/GPE).研究表明,此电极对过氧化氢具有良好的传感作用,从而构建一种新型无酶过氧化氢传感器.此传感器在过氧化氢浓度为5.0-1200 μmol/L范围内,响应电流与浓度呈现良好的线性关系,检出限为7.1 nmol/L (S/N=3),响应时间约为2 s,具有稳定性好、抗干扰能力强、制备简单等优点.     

血红蛋白在亲水石墨烯-羟基磷灰石复合膜内的直接电化学及其电催化性能研究

将片层氧化石墨与聚苯乙烯磺酸钠反应,并于水热条件下水合肼还原快速合成亲水石墨烯片。透射电子显微镜分析显示,制得的聚苯乙烯磺酸钠改性的透明石墨烯类似波纹状的细纱。将血红蛋白(Hb)固定于羟基磷灰石和亲水石墨烯复合膜修饰电极上,研究了血红蛋白的直接电化学性质,构建了安培过氧化氢传感器。在该复合膜修饰电极上,血红蛋白表现出一对较好的氧化还原峰,其式量电位为-0.295 V,对应于Hb中FeⅢ/FeⅡ电对的氧化还原电位,且对过氧化氢的还原具有较好地催化作用,可作为传感器用于过氧化氢的检测。该生物传感器对过氧化氢的还原具有快速的安培响应(<5 s)和较低的检出限(0.58μmol/L)。     

基于层层静电吸附天青Ⅰ和纳米金固定过氧化物酶生物传感器的研究

在玻碳电极(GCE)上,构造了一种以对氨基苯磺酸电聚合膜(PABSA)为基底,利用层层静电自组装技术固定多层天青Ⅰ(AI)和纳米金(nano-Au)制备的复合薄膜(nano-Au/AI)n,然后通过静电吸附辣根过氧化物酶(HRP)制得过氧化氢生物传感器[HRP/(nano-Au/AI)n/PABSA/GCE].采用循环伏安法和计时电流法考察了该传感器的电化学性质,并且研究了该修饰电极对H2O2的催化还原作用.在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.5×10-6～3.6×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为1.2×10-6 mol/L.该传感器的米氏常数为1.5 mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

Nafion-氧化石墨烯复合物和硫堇构建葡萄糖生物传感器的研究

本文利用Nafion-氧化石墨烯复合物和硫堇构建了葡萄糖生物传感器。首先将氧化石墨烯分散在0.2%Nafion溶液中制得Nafion-氧化石墨烯的复合物,并将其固定在玻碳电极表面,通过静电吸附将带正电荷的硫堇吸附到Nafion-氧化石墨烯复合膜修饰的玻碳电极表面,然后利用硫堇的氨基和醛基化葡萄糖氧化酶的醛基共价键合作用将葡萄糖氧化酶固定到电极表面。实验表明该传感器响应快、灵敏度高、稳定性好。传感器的灵敏度为7.68μAcm-2(mmol·L-1)-1。     

石墨烯/纳米金复合材料的无酶葡萄糖生物传感器制备

以抗坏血酸(AA)为还原剂,通过同步还原法制得石墨烯/纳米金复合材料.采用电化学方法,构建了一种基于石墨烯/纳米金复合材料修饰电极的无酶葡萄糖生物传感器.实验中,通过伏安法考察了不同修饰电极在葡萄糖溶液中的电化学行为.同时,探讨了溶液中OH-离子强度、溶解氧、扫描初始电位及石墨烯与纳米金的比例对传感器响应特性的影响.在...     

电还原氧化石墨烯-金纳米棒修饰电极对酒石黄的测定

本文制备了氧化石墨烯-金纳米棒复合物(GO-GNRs).利用滴涂法制备了修饰电极(GO-GNRs/GCE),通过循环伏安法,还原了GO-GNRs复合物中的GO,制得电化学还原的石墨烯-金纳米棒修饰电极(ERGO-GNRs/GCE).研究了酒石黄在不同电极上的电流响应,结果表明,ERGO-GNRs/GCE对酒石黄的氧化有很好的电催化作用,其浓度在0.05～6.0μmol/L范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系,检出限为15 nmol/L.利用ERGO-GNRs/GCE可完成样品中酒石黄含量的测定.     

三维有序石墨烯掺杂纳米二氧化钛酶生物传感器

采用模板法在氧化铟锡电极上制备了三维有序多孔结构的石墨烯掺杂纳米二氧化钛修饰电极,并在此修饰电极上成功固定了过氧化氢酶,从而构建了一种新型的H2O2生物传感器。 通过循环伏安、交流阻抗及计时电流等方法研究了该修饰电极的电化学特性,实验结果表明,该修饰电极对H2O2有良好的电催化作用,对H2O2的检测线性范围为3.0×10-6~3.6×10-3 mol/L,检测限为4.2×10-7 mol/L(S/N=3);且传感器响应迅速、灵敏度高、重现性和稳定性好。     

基于石墨烯/DNA/纳米金的无酶葡萄糖传感器研究

本文利用电解剥离法制得石墨烯/DNA复合材料,通过化学还原法将纳米金颗粒固定在石墨烯/DNA复合材料表面制得石墨烯/DNA/纳米金(Gr/DNA/GNPs)复合材料,最终构建了一种基于Gr/DNA/GNPs修饰电极的无酶葡萄糖生物传感器。通过循环伏安法考察了不同修饰电极在碱性葡萄糖溶液中的电化学行为,并探讨了溶液中OH-离子强度、扫描电位范围及Gr/DNA/GNPs修饰量对传感器响应特性的影响。在优化实验条件下,采用循环伏安法检测葡萄糖的线性范围为8.0×10-5~5.0×10-2mol·L-1,检出限为1.2×10-5mol·L-1(S/N=3)。对2.0×10-3mol·L-1的葡萄糖平行测定5次,其相对标准偏差为3.2%。实验结果表明该传感器具有较高的灵敏度、较好的重现性、稳定性及抗干扰能力。本方法可成功用于人血清样品中葡萄糖含量的测定,回收率为97.4%~102.8%。     

基于聚硫堇和纳米金共修饰的过氧化氢生物传感器的研究

用循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在铂电极上,使其表面形成均匀的带负电的聚合膜层,通过静电吸附作用固定表面带正电荷的辣根过氧化物酶,接着吸附纳米金,然后再利用纳米金吸附固定一层辣根过氧化物酶,制成了新型过氧化氢生物传感器。实验发现,该传感器增加了酶的吸附量,响应快、灵敏度高、稳定性好,对H2O2表现出良好的响应特性。检测范围为5.2×10-7~2.0×10-3mol/L,检出限为1.7×10-7mol/L,并具有抗尿酸、抗坏血酸等干扰的特点。     

基于对氨基苯甲酸/硫堇/纳米金共价修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

实验制备了以对氨基苯甲酸(4-ABA)、硫堇(TH)、纳米金(Au NPs)共价键合葡萄糖氧化酶的新型葡萄糖生物传感器. 主要采用循环伏安法, 以羟基二茂铁作为电子媒介体, 对含葡萄糖和未含葡萄糖的电解液进行了研究. 结果表明: 传感器的响应电流值随葡萄糖氧化酶膜层数的不同而变化. 考虑到酶电极的长期稳定性与构造简单性, 我们制作了两层葡萄糖氧化酶膜的酶电极. 该传感器对1×10^－2 mol/L葡萄糖的响应电流达2.47 μA, 响应时间仅4.7 s. 该生物传感器检测的线性范围为3×10^－5～1×10^－3 mol/L, 最低检测浓度可达5.8×10^－6 mol/L. 该传感器制备简单, 稳定好, 具有一定的使用价值.     

基于石墨烯/金纳米复合材料的无酶葡萄糖传感器

以抗坏血酸(AA)为还原剂,通过一步还原法将氧化石墨烯和氯金酸同时还原,合成石墨烯/金纳米复合材料,并直接滴涂于玻碳电极表面,构建基于石墨烯/金纳米复合材料的无酶葡萄糖传感器。采用循环伏安法和线性扫描伏安法对传感器的性质进行了研究。结果表明,该传感器能催化葡萄糖的氧化,且其氧化峰电流随葡萄糖浓度的增大而增大。测定葡萄糖的线性范围为0.01~2.5mmol/L(R=0.9964),检出限(S/N=3)为3μmol/L。对同一浓度的葡萄糖溶液平行测定8次,其电流强度的相对标准偏差(RSD)为2.6%。该传感器制作简单、稳定性好,将其用于葡萄糖注射液的检测,方法灵敏,其加标回收率为92.9%。     

基于石墨烯基复合物和聚天青Ⅰ的HRP传感器检测有机过氧化物的研究

利用电化学还原氧化石墨烯(GO)的方法将石墨烯(rGO)固定在电极表面上,然后电沉积氢氧化铜和氢氧化镍复合物,构成石墨烯/金属氢氧化物复合纳米材料修饰的玻碳电极(GCE),并通过电聚合天青Ⅰ将辣根过氧化酶(HRP)固定在GCE/rGO/Cu(OH)_2-Ni(OH)_2表面,制得GCE/rGO/Cu(OH)_2-Ni(OH)_2/HRP-PA。对石墨烯/金属氢氧化物复合纳米材料进行了SEM和能谱表征。通过电化学阻抗法和循环伏安法对传感器的制备过程和电化学性能进行了研究,并进一步分别对过氧化氢叔丁基(BHP)及过氧化氢异丙苯(CHP)进行了分析测定。该传感器对BHP和CHP具有良好的检测效果,在2.0×10~(-5)~9.2×10~(-4)mol/L范围内响应电流与BHP浓度呈良好的线性关系,检出限为9.9×10~(-6)mol/L;在3.0×10~(-6)~1.0×10~(-4)mol/L范围内响应电流与CHP浓度呈良好的线性关系,检出限为6.9×10~(-7)mol/L。     

基于石墨烯-壳聚糖-辣根过氧化物酶的H2O2生物传感器的研制

制备了石墨烯-壳聚糖(GR-CS)纳米复合材料,并将之与辣根过氧化物酶(HRP)混合,构建了基于石墨烯-壳聚糖-辣根过氧化物酶的生物传感器(GR-CS-HRP/GC)。探针及循环伏安研究表明,该界面具有优异的电子传导能力、较大的比表面积和良好的生物相容性,对H2O2的还原显示出较好的电催化活性,在工作电位为-0.2 V,0.05 mol/L的磷酸盐缓冲盐溶液(PBS,pH 6.8)中,该酶传感器对过氧化氢响应灵敏度高,检测范围宽,测定H2O2的线性范围为5.0×10-7～2×10-3mol/L(相关系数为0.998)。检出限为2.0×10-7mol/L(S/N=3)。并且表现出良好的稳定性和高选择性。该电极用于实际样品中H2O2的测定,结果令人满意。     

基于金纳米棒-壳聚糖复合膜的葡萄糖生物传感器

本文采用金纳米棒-壳聚糖复合膜固定葡萄糖氧化酶构建电流型葡萄糖生物传感器.通过电化学交流阻抗法和循环伏安法对酶膜状态进行了表征,得到了相应的等效电路和动力学参数.实验结果表明,金纳米棒-壳聚糖复合膜可以辅助电子传递,提高电极的电流响应,并使生物传感器的使用温度范围有很大的扩展.此传感器表现出对葡萄糖溶液浓度的优良响应,线性范围在2.78×10^-5mol/L—2.22×10^-3mol/L,响应灵敏度约为7.819μA·cm^-2(mmol/L)^-1,表观米氏常数为10mmol/L.本工作还研究了温度和溶液pH值对电极电流响应的影响.     

聚亚甲基蓝和纳米金修饰玻碳电极的葡萄糖生物传感器

用循环伏安法在玻碳电极上电聚合一层稳定的亚甲蓝聚合物膜,研究了这层膜在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH7.0)中的电化学性质。用纳米金溶胶与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOD)于亚甲蓝修饰的玻碳电极表面,制成了新型葡萄糖生物传感器。实验发现,加入纳米金后提高了酶电极对葡萄糖的电流响应,所制备的传感器具有响应快、灵敏度高、稳定性好,对葡萄糖的线性响应范围为1×10-6~3×10-3mol/L,检出限为5×10-7mol/L。并具有抗尿酸、抗坏血酸干扰的特点。     

SiO_2/Nafion杂化膜固定酶的过氧化氢生物传感器

通过溶胶-凝胶技术制备SiO2/Nafion杂化膜并固定辣根过氧化物酶,以杂化膜中Nafion固定的亚甲基蓝为辣根过氧化物酶和玻碳电极间的电子传递介体,制成了电流型过氧化氢生物传感器。探讨了杂化膜的制备条件、工作电位、pH值、温度、干扰物质等对生物传感器的影响。该生物传感器的线性响应范围为1.0×10-6～1.6×10-4mol/L,检出限(S/N=3)为6.0×10-7mol/L,达到95%稳态响应电流用时少于15s。固定化酶对过氧化氢催化反应的米氏常数为1.129 mmol/L。     

以天青Ⅰ为介体的纳米金颗粒增强的葡萄糖传感器

采用层层自组装的方法和异种电荷互相吸引的原理,将Nafion修饰在金电极上固载带正电荷的天青Ⅰ,并利用天青Ⅰ中的氨基固载纳米金,再通过纳米金将酶固定在金电极表面,制成了葡萄糖传感器.采用循环伏安法和交流阻抗法,研究了金电极表面组装各层之后的电化学特征,以及电极对葡萄糖的电化学催化作用. 结果表明,天青Ⅰ不仅可以固定酶和纳米金,而且还可以在酶和电极之间有效地传递电子.在优化的实验条件下,该传感器对葡萄糖响应的线性范围为5.1×10-6 ~4.0×10-3 mol/L,检出限(S/N=3)为1.0 μmol/L.该生物传感器显示出较好的稳定性和抗干扰能力,将其用于人体血清中葡萄糖的测定,结果令人满意.