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.

基于核酸适配体和聚多巴胺-石墨烯复合膜电化学传感器的构建及对雌二醇的灵敏检测

本文利用聚多巴胺-氧化石墨烯(PDA-GO)复合材料和纳米金颗粒(AuNPs)修饰电极,构建了用于17β-雌二醇(E2)灵敏检测的电化学生物传感器。PDA-GO复合膜可显著加速电子转移,增大活性面积,表现出优异的电化学性能。该研究通过在电极上组装适配体和互补DNA,形成基于双链结构的传感界面,以杂交指示剂亚甲基蓝(MB)为信号探针,进行信号放大。目标物E2存在时,E2与适配体特异性结合导致适配体从电极表面解离,双链解开释放MB,进而通过测量MB的电信号,实现对E2的灵敏检测。构建的电化学生物传感器对E2的线性范围为5.0×10^(-11)~1.0×10^(-7)M,检出限为3.0×10^(-11)M。该方法具有较高的灵敏度和选择性,可用于环境样品中雌激素的生物分析。

间苯二酚在TiO_2-石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为及测定

制备了TiO2-石墨烯修饰玻碳电极。用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对间苯二酚在该修饰电极的电化学行为进行了研究。实验结果表明,在pH值为6.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中,该修饰电极对间苯二酚具有良好的电催化作用。对TiO2-石墨烯用量、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,利用DPV测定,间苯二酚的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-6～1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.995。检出限为2×10-7mol/L。将该方法应用于模拟水样中间苯二酚的测定,回收率为96.5～104.2%。

基于石墨烯和蒽醌-2-磺酸钠的Pb^(2+)核酸适体电化学传感器

构建了一种基于石墨烯(GR)-蒽醌化合物(AQMS)在核酸适体表面层层组装的Pb2+电化学传感器。将修饰有巯基的Pb2+核酸适体(apt)固定在金电极表面,然后利用GR与apt碱基之间的π-π作用,将GR吸附在apt修饰电极表面,并用于电活性分子AQMS的组装和电化学信号的放大。当目标分析物(Pb2+)存在时,Pb2+诱导apt转变为稳定的G-四联体结构,使得GR连同信号分子AQMS从电极表面脱落,电化学信号降低,从而实现对Pb2+的监测。结果表明,传感器对Pb2+具有很好的特异识别性,且Pb2+浓度在5.0×10!10~5.0×10!8mol/L的范围内,AQMS的峰电流变化值(ΔIpa)与Pb2+浓度对数(lgCPb2+)呈现良好的线性关系。根据3σ,计算得检出限达到6.0×10!11mol/L。

石墨烯-壳聚糖复合物修饰电极构建电化学免疫传感器对1-芘丁酸的检测研究

采用石墨烯(GS)和壳聚糖(CS)复合膜修饰玻碳电极(GS-CS/GCE),利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)(4∶1)活化GS-CS/GCE,共价固定多环芳烃抗体(anti-PAHs),构建灵敏度高、稳定性好的非标记电流型免疫传感器,用于1-芘丁酸(PBA)的检测。运用扫描电子显微镜对GS-CS复合膜的形貌进行表征。在pH 7.0含10 mmol/L K3Fe(CN)6和0.1 mmol/L KCl的磷酸盐溶液中,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法研究修饰电极表面的电化学性质,并考察了免疫传感器的电化学性能。研究表明,由于石墨烯和壳聚糖的协同作用,GS-CS修饰的玻碳电极在Fe(CN)64-/3-溶液中的峰电流明显增大,有利于提高免疫传感器的灵敏度。在优化实验条件下,电极表面的anti-PAHs抗体固定量显著提高,增强了电极的分子识别性能。由于anti-PAHs抗体-抗原结合物的导电性较差,免疫传感器的峰电流随着待测溶液中PBA浓度的增大而减小,PBA浓度在0.1～80μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.03μg/L。该免疫传感器重现性好、特异性强,用于实际样品的测定,回收率为90%～105%。

基于3,5-二溴水杨醛席夫碱镍配合物-氧化石墨烯电化学免疫传感器检测Anti-IgG含量的研究

应用物理吸附法将羊抗人IgG抗原直接固定于3,5-二溴水杨醛席夫碱镍配合物-氧化石墨烯修饰的金电极表面,制备电化学免疫传感器。采用循环伏安法和交流阻抗法对传感器进行表征,结果表明该传感器适合检测Anti-IgG浓度。同时探讨了缓冲液pH值、扫描速度、免疫反应温度、抗原与抗体配比对循环伏安峰电流的影响,结果表明在5-100mV/s扫速范围内,峰电流与扫速呈线性。孵育最优条件为25℃,h-IgG与Anti-IgG配比为1∶1。循环伏安法研究还表明Anti-IgG浓度在0.01-260μg/L范围内,线性关系良好,相关系数r^2=0.993,检出限（S/N=3）为0.006μg/L,据此建立了检测Anti-IgG浓度的新方法。

基于层状二硫化钼-石墨烯构建新型17β-雌二醇电化学生物传感器

合成了层状二硫化钼-石墨烯纳米复合材料.通过将适配体固定在金纳米和二硫化钼-石墨烯共同修饰的电极上构建了一种新型的环境激素17β-雌二醇电化学生物传感器.采用循环伏安、微分脉冲伏安、电化学阻抗等技术对传感器的构筑过程进行表征.对17β-雌二醇与适配体特异性结合的时间及温度进行了优化.结果表明,峰电流与17β-雌二醇浓度在1.0×10-11~1.0×10-8 mol/L范围内呈良好的线性关系.计算得到的检出限为5.0×10-12 mol/L（空白的三倍标准偏差）.该生物传感器具有良好的选择性和稳定性.

基于石墨烯量子点/铜-金属有机框架构建关-开型电化学发光传感器

制备了氮硫掺杂石墨烯量子点(NS-GQDs)和铜-金属有机框架(Cu-MOFs),并将其有序组装到金电极上,构建了“关-开”型电化学发光(ECL)传感器用于多巴胺检测。NS-GQDs具有良好的发光特性;Cu-MOFs存在时,Cu-MOFs与NS-GQDs相互作用使量子点的发光猝灭,发光信号“关闭”;加入多巴胺后,多巴胺与结合于量子点表面的Cu-MOFs发生电子转移,将Cu-MOFs从量子点表面移除,NS-GQDs的ECL恢复,发光信号重新“打开”。结果表明,NS-GQDs的发光强度恢复值与多巴胺浓度成良好的线性关系,线性范围为0.05~60μmol/L,检出限为62 nmol/L。

基于AuPt/β-CD-RGO构建的H_(2)O_(2)电化学传感器性能研究

在水相中制备β-环糊精修饰氧化石墨烯(β-CD-GO),并采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对材料进行表征。利用恒电位电沉积技术将β-CD-GO电还原到玻碳电极(GCE)表面,以制备β-环糊精修饰还原氧化石墨烯(β-CD-RGO)修饰GCE;以β-CD-RGO修饰GCE为工作电极,进一步采用恒电位电沉积技术将Au与Pt纳米粒子共同电沉积到β-CD-RGO修饰GCE表面,得到AuPt/β-CD-RGO修饰GCE,即过氧化氢(H_(2)O_(2))电化学传感器。基于AuPt/β-CD-RGO修饰GCE,文章采用循环伏安法研究H_(2)O_(2)的电化学行为,并探索电沉积时间对H_(2)O_(2)电催化活性的影响,以期为纺织等行业H_(2)O_(2)电化学检测方法的建立提供依据。

β-环糊精/还原氧化石墨烯复合电极的制备及其在氟虫腈电化学传感中的应用

先通过循环伏安法(CV)将氧化石墨烯(GO)电还原沉积在玻碳电极(GCE)上,然后通过CV将β-环糊精聚合在电还原氧化石墨烯(ErGO)之上而得到β-环糊精/还原氧化石墨烯复合电极(β-CD/ErGO/GCE),用作氟虫腈(FIP)电化学传感器。采用扫描电镜(SEM)、CV、电化学阻抗谱(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)对复合电极的表面形貌和电化学性能进行表征和测试。结果表明,该复合电极的修饰层厚度可控,不易脱落,稳定性好。FIP与β-CD形成超分子包合物,能有效识别FIP,传感器选择性好。FIP在0.01~20μmol/L范围内与电极响应有良好的线性关系,检出限为0.0073μmol/L,灵敏度高。该传感器在低温保存30 d后的响应电流仅下降17.5%,稳定性好,在实际水样检测中的加标回收率为96%~104%。

1-芘丁酸/石墨烯复合物的电化学性质及其在葡萄糖传感器上的应用(英文)

本文采用一步法制备了1-芘丁酸/石墨烯复合物(PBA/G),并研究了它的电化学性质.采用铁氰化钾和亚铁氰化钾电化学探针测定了其电化学阻抗滴定曲线,确定了PBA/G的表观pKa为6.2.此外,将葡萄糖氧化酶(GOD)共价键合在PBA/G表面构建了葡萄糖电化学传感器,其电化学响应与葡萄糖浓度(5 mmol.L-1浓度范围内)呈线性关系,检测限为0.085 mmol.L-1.实验还测定了固定在PBA/G表面的GOD的表观米氏常数为5.40mmol.L-1,表明固定化的GOD对葡萄糖有较高的催化活性.

基于Nafion共聚还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的H2O2电化学传感器

为实现对低浓度H2O2的快速检测,以玻碳电极为基底,Nafion(NF)为分散剂、成膜剂,原位电化学还原氧化石墨烯(GO)、电化学聚合苯胺,得到还原氧化石墨烯/聚苯胺(ERGO/PANI)复合物,以ERGO/PANI为修饰物,构建了无酶电化学传感器PANI/ERGO-NF修饰电极(PANI/ERGO-NF/GCE),对H2O2进行检测。利用扫描电镜和拉曼光谱对修饰电极的表面形貌和分子结构进行表征;利用电化学阻抗谱和循环伏安法研究了修饰电极的电化学性能及对H2O2的响应性能。结果表明:PANI/ERGO-NF/GCE对H2O2的电化学氧化显示出较好的催化活性,具有较高的检测灵敏度、较宽的线性范围以及较好的重现性、稳定性和抗干扰能力,在线性范围1~500μmol/L内,检出限0.1μmol/L。

基于四氧化三钴-石墨烯纳米复合材料的电化学DNA传感器

以离子液体碳糊电极(CILE)为基底电极,四氧化三钴-石墨烯(Co_3O_4-GR)纳米复合材料为修饰剂制备了一种新型电化学DNA传感器,并应用于副溶血弧菌tlh特征序列测定.利用壳聚糖(CTS)将Co_3O_4-GR复合材料固定在CILE表面,然后将探针ssDNA序列通过吸附法固定在CTS/Co_3O_4-GR/CILE上,与目标ssDNA序列发生特异性的分子杂交反应,以铁氰化钾为电化学信号分子,根据杂交反应前后伏安信号的差异实现了对目标ssDNA检测的目的,建立相应的工作曲线,求解线性范围和检测限等分析参数.由于复合材料具有大的比表面积故能够增加探针ssDNA的负载量,其高导电性有效地提高电化学响应信号.在最佳实验条件下使用差分脉冲伏安法可对1.0×10^(-14)~1.0×10^(-6)mol/L浓度范围的目标ssDNA序列进行检测,检测限为3.3×10^(-15)mol/L(3σ),该DNA传感器可有效识别单碱基和三碱基错配序列,具有良好的应用前景.

基于银纳米粒子/氧化石墨烯复合薄膜制备TNP电化学传感器

利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,以葡萄糖为还原剂直接在GO表面沉积银纳米粒子（AgNPs）得到性能稳定的AgNPs／GO纳米复合材料：基于该纳米复合材料修饰电极构建了一种新型的2,4，6-三硝基苯酚（TNP）电化学传感器。采用原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见光谱（UV-Vis）和交流阻抗（EIS）等多种方法对纳米复合薄膜进行了表征；并研究了TNP在复合薄膜修饰电极上的电化学行为和动力学性质。结果表明,AgNPs／GO对TNP有较强的电催化活性，在复合薄膜修饰电极出现一灵敏的氧化峰和3个还原峰：利用氧化峰可对TNP进行定量分析。同时整个电极过程明显不可逆，电极反应受到吸附步骤控制：复合膜电极表面覆盖度为5．617×10^-8mol·cm-2,所研究电位下的速率常数为9．745×10^-5cm．s-1。在pH6．8的磷酸缓冲液中，当富集电位为-0．70V,富集时间为60s：TNP氧化峰电流与其浓度在5．0×10^-9-1．0×10^-7mol．L-1范围内成良好线性关系，相关系数为0．9958，检出限可达1．0×10^-9mol．L-1。所制备的电化学传感器稳定性和选择性较好：用于实际水样中TNP的现场快速检测,加标回收率在97．6％-103．9％之间。

Fe3O4/MnO2掺杂石墨烯基分子印迹杂化材料用于水环境中17β-雌二醇的电化学传感检测

采用可逆加成-断裂链转移(Reversible addition fragmentation chain transfer,RAFT)分子印迹技术,以内分泌干扰物17β-雌二醇(17β-estradiol,17β-E_2)作为模板分子,以甲基丙烯酸(Methacrylic acid,MAA)为功能单体,二乙烯基苯(Divinyl benzene,DVB)为交联剂,Fe_3O_4/MnO_2掺杂的石墨烯(RGO)为载体,成功制备了Fe_3O_4/MnO_2掺杂石墨烯基分子印迹杂化材料(Fe_3O_4/MnO_2-MIP@RGO),构建了基于Fe_3O_4/MnO_2-MIP@RGO修饰电极的分子印迹电化学传感器。研究结果表明,Fe_3O_4/MnO_2-MIP@RGO修饰电极对17β-E_2的线性响应范围为4.0 nmol/L^0.8μmol/L(R=0.9852),检出限为47.2 pmol/L(3σ),相对标准偏差(RSD)为2.1%~2.5%。本研究为水环境中痕量17β-E_2的特异性识别检测提供了一种简单、高效、经济的分析方法。

基于还原氧化石墨烯-钯复合材料的双酚A分子印迹电化学传感器的研究

采用分子印迹技术,以还原氧化石墨烯-钯复合材料(rGO@Pd)修饰电极为工作电极,双酚A为模板分子,吡咯为聚合单体,成功制备出双酚A分子印迹电化学传感器。采用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和电化学交流阻抗法(EIS)等,考察了该传感器的电化学性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)等技术对传感器表面进行结构分析。在最佳实验条件下,该电极的峰电流与双酚A在1.0~10.0 nmol/L浓度范围内呈良好线性关系,相关系数(r)为0.997 7,检出限(S/N=3)为0.1 nmol/L。该电极表现出良好的灵敏度、选择性、重现性和稳定性,已成功应用于自来水中双酚A含量的测定,加标回收率为92.1%~108.0%。

二茂铁巯基化合物/金纳米粒子/还原石墨烯修饰电化学传感器检测Cu^(2+)

通过Hummer法进一步还原合成还原石墨烯(RGO),Shifft碱反应合成新型二茂铁巯基化合物(FcSH)。利用还原石墨烯吸附性将石墨烯修饰在玻碳电极(GCE)上,在石墨烯表面电沉积金纳米粒子(AuNPs),通过自组装制备还原石墨烯和二茂铁巯基修饰电化学传感器(FcSH/AuNPs/RGO/GCE),该电化学传感器具有大的比表面积和富电子性能。实验显示,在0.01 mol/L HCl中,富集时间为180s,Cu^(2+)浓度在1.0×10^(-12)~1.0×10^(-11)mol/L与1.0×10^(-11)~1.0×10^(-10)mol/L范围内与方波伏安峰电流分别呈现良好的线性关系,检出限为0.94×10^(-12)mol/L。该电化学传感器对Cu^(2+)的检测表现出较好的选择性、高的稳定性和灵敏性,可用于环境中痕量Cu^(2+)的测定。

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pH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. 05-60 μM 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 nM（ S / N =3）.该传感器稳定性好、重现性佳,且具有-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.

石墨烯修饰TiO_2纳米薄膜的光电化学性能

采用氧化还原法制备了石墨烯胶体,与TiO2纳米颗粒复合,在FTO玻璃衬底上沉积TiO2纳米薄膜。SEM表明,石墨烯覆盖在TiO2纳米颗粒表面上,起到修饰TiO2表面的作用。组装成的染料敏化太阳能电池,光电化学性能研究结果表明,经过石墨烯表面修饰的光电转化效率提高了3倍。进一步阻抗研究分析,经过石墨烯修饰后,可以增加载流子在TiO2之间的传输效率。

基于石墨烯分子印迹电化学传感器测定氯霉素

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯,通过共沉淀作用在氧化石墨烯表面生成磁性Fe3O4纳米微粒,经硅烷化修饰巯基,将金纳米颗粒自组装到复合材料中,得到磁性氧化石墨烯复合金纳米颗粒,将其滴涂在金电极表面,以氯霉素为模板分子,通过溶胶-凝胶法将分子印迹膜修饰到金电极上,制得氯霉素分子印迹电化学传感器,并对制备电化学传感器进行条件优化和电化学性能研究。结果显示,基于石墨烯分子印迹电化学传感器测定氯霉素的线性范围为2.5×10-9-5.0×10-6mol/L,检出限为8.0×10-10mol/L。