基于纳米金-聚多巴胺-硫堇-石墨烯/壳聚糖/葡萄糖氧化酶纳米复合物膜修饰电极构建的葡萄糖生物传感研究

目的研制一种新型葡萄糖电化学生物传感器。方法通过原位化学聚合法制备了多功能纳米金-聚多巴胺-硫堇-石墨烯(Au-PDATHi-GO)功能复合纳米材料,并结合壳聚糖(CS)固定葡萄糖氧化酶(GOD)构建电化学葡萄糖生物传感器。结果该传感器对葡萄糖检测的响应电流与其浓度在0.02m M^2.42m M范围内成良好的线性关系,线性相关系数为0.996,检出限为6.7μm(S/N=3)。结论该方法简单、经济、绿色,并且制备的葡萄糖生物传感器具有灵敏性高、稳定性好和使用寿命长等特点。

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。

电化学还原氧化石墨烯/纳米金-壳聚糖复合膜修饰玻碳电极对尿酸的灵敏测定

将氧化石墨烯（GO）在玻碳电极（GCE）表面进行直接电化学还原，再组装上纳米金-壳聚糖（AuNP-CS）聚阳离子，形成了电化学还原氧化石墨烯/纳米金-壳聚糖（ERGO/AuNP-CS）复合膜修饰的玻碳电极。采用扫描电子显微镜（SEM）表征了不同修饰膜表面的形貌，探讨了其对尿酸（UA）分子的差分脉冲伏安（DPV）行为，发现ERGO/AuNP-CS复合膜对UA分子表现出显著的电催化氧化活性。在0.10mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH=6.5）中，扫速为100mV/s时，此复合膜修饰电极的DPV响应与UA的浓度在0.05-110μmol/L范围内呈性关系，检测限为12.4nmol/L（S/N=3）。此修饰电极具有良好的选择性、重现性和稳定性，可应用于人体血清和尿液样品中UA的测定，回收率达到93.8%-104.1%。结果与分光光度法和尿酸酶试剂盒法相符。

原位聚合法制备高导电石墨烯-碳纳米管/聚酰亚胺柔性复合膜

用简单绿色的方法制备三明治结构的石墨烯-碳纳米管纳米复合物(Gr-CNTs),并以该复合物作为填料,通过原位聚合法制备石墨烯-碳纳米管/聚酰亚胺(Gr-CNTs/Polyimide(PI))复合膜.与CNTs/PI相比,在聚酰亚胺中掺杂少量的Gr-CNTs(w≤10%)可明显提高PI的导电能力.而且这种复合材料的导电能力可以通过控制PI基底中填料的含量加以调控.该新型复合材料有望大范围应用于电子、太阳能电池以及生物传感器等领域.

二氧化钛纳米粒子-氧化石墨烯/聚酰亚胺混合基质膜的原位聚合及气体渗透性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用浸渍-沉淀法制备二氧化钛纳米粒子-氧化石墨烯(TiO_2-GO)复合物,再将TiO_2-GO复合物与4,4'-(六氟异亚丙基)邻苯二甲酸酐和4,4'-二氨基二苯醚通过原位聚合构建TiO_2-GO/TiO_2-GO/PI(聚酰亚胺)混合基质膜,用于CO_2的渗透脱除.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)和Zeta电位等表征了TiO_2-GO复合物和TiO_2-GO/PI混合基质膜的形貌与结构;探讨了TiO_2掺杂量对TiO_2-GO复合物及TiO_2-GO/PI混合基质膜的结构和气体渗透性能的影响.结果表明,TiO_2-GO复合物中TiO_2纳米粒子较均匀地沉积在GO片层上,TiO_2纳米粒子在形成的同时破坏了GO的结构,使其无序度增加.TiO_2的掺杂对TiO_2-GO/PI混合基质膜的形貌与结构影响较小,但提升了TiO_2-GO/PI混合基质膜的CO_2和N2渗透性能.但过量的掺杂使TiO_2粒子在GO片层上团聚,从而导致TiO_2-GO复合物在混合基质膜中的分散性变差,CO_2渗透性及CO_2/N2渗透选择性降低.当TiO_2掺杂质量分数为30%时,TiO_2-GO/PI混合基质膜的CO_2渗透性为360 Barrer[1 Barrer=10^(-10)cm^3(STP)·cm/(cm^2·s·cm Hg)=7.5×10^(-14)cm^3(STP)·cm/(cm^2·s·Pa)],CO_2/N_2的渗透选择性可达31.

基于纳米银/石墨烯/酪氨酸酶/聚酰胺-胺的双酚A传感器

采用石墨烯纳米材料,并结合酪氨酸酶、聚酰胺-胺(PAMAM)和纳米银修饰玻碳电极研制了新型BPA生物传感器。运用循环伏安法和电化学交流阻抗考察了修饰电极的电化学行为。由于石墨烯独特的物理化学性质,结合聚酰胺-胺和纳米银的协同作用,该修饰电极对于BPA有较好的电流响应。在最佳条件下,该传感器对双酚A的线性检测范围为1.0×10-7～3.3×10-5mol/L,检测限为3.0×10-8 mol/L(信噪比为3),相关系数为0.998。

聚多巴胺-氧化石墨烯修饰电极在葛根中葛根素与大豆苷元分析的应用研究

目的:建立一种快速、简便定量分析葛根中葛根素和大豆苷元的方法,用于含葛根中药的质量控制。方法:利用葛根素和大豆苷元的电化学氧化活性,采用差分脉冲伏安法,以聚多巴胺-氧化石墨烯复合物修饰电极测定不同浓度的葛根素和大豆苷元混合溶液在该电极上的电化学氧化过程中的峰电流,并分析其与浓度之间的关系,从而实现对含葛根素和大豆苷元混合溶液的简便、高灵敏度检测。结果:在pH=8.0的0.02 mol/mL Tris-HCl缓冲盐为支持电解质的溶液中,不同浓度的葛根素和大豆苷元的混合溶液,得到一系列良好的氧化峰,峰电位Ep=0.600 V,峰电流Ip与混合溶液浓度C在5.0×10^(-5)~2.0×10^(-3) mg/mL范围内线性关系良好,其线性关系式为Ip=25􀆰209C+4.44,相关系数为r=0.9981;同时在这个范围内葛根中葛根素和大豆苷元的加样回收率也较高(75􀆰31%~87.24%)。结论:聚多巴胺-氧化石墨烯复合物修饰电极对葛根素和大豆苷元具有良好的电化学响应,为建立复杂样品中微量葛根素和大豆苷元的快速、简便、灵敏的定量分析方法提供了新思路。

聚3,4-乙撑二氧噻吩/金复合电极的制备及其在多巴胺检测中的应用

在水溶液中，以对甲苯磺酸钠为支持电解质，在氧化铟锡导电玻璃上，采用电化学恒电位极化法制备聚3，4-乙撑二氧噻吩（ PEDOT）修饰电极。通过电化学循环伏安法，在PEDOT电极上沉积金纳米颗粒（ Au NPs），制得PEDOT/Au复合修饰电极，用于多巴胺（ DA）的电化学检测。考察了PEDOT/Au复合修饰电极中Au NPs的沉积量对DA电化学检测响应的影响，同时研究了在干扰物质抗坏血酸（ AA）和尿酸（ UA）存在时，PEDOT/Au复合修饰电极对DA的检测。结果表明，在中性pH溶液中，利用PEDOT/Au复合修饰电极，采用差分脉冲伏安法检测DA的线性范围为5×10-6～1×10-4 mol/L，最低检测限可达1×10-8 mol/L，且能有效排除AA和UA的干扰，实现三者的同时检测。

荧光聚多巴胺-金量子点应用于癌细胞的高效成像检测

为了准确识别癌细胞,制备了一种具有荧光性能的聚多巴胺-金量子点.该量子点纳米材料是基于前人方法,在室温下以多巴胺为唯一前体控制合成来制备小尺寸聚多巴胺,然后在高温、过氧化氢存在的条件下利用产生的羟基自由基去破坏聚多巴胺的π-π结构来生成具有荧光性能的聚多巴胺量子点,并在其表面通过还原氯金酸形成聚多巴胺-金量子点;利用荧光成像技术,通过观察聚多巴胺-金量子点的荧光淬灭情况来实现对癌细胞中谷胱甘肽(GSH)的检测.结果表明,该量子点纳米材料可以实现对癌细胞的特异性荧光成像检测,为开发高效的识别生物传感器和对癌细胞的精准识别提供了一种有效的策略.

基于巯基-β-环糊精手性识别多巴对映体研究

利用氨基化离子液体修饰的氧化石墨烯（IL-rGO）、电沉积纳米金（dpAu）和巯基-β-环糊精（β-CD-SH）构建手性传感界面，并采用差分脉冲伏安法（DPV）研究该传感界面对多巴对映体的手性识别。其中，氨基化离子液体修饰的氧化石墨烯和电沉积纳米金能有效促进电子的传递，催化多巴的氧化还原反应；而巯基-β-环糊精作手性选择剂，识别多巴对映异构体。实验发现，D-多巴在传感界面的电流响应信号明显大于L-多巴，且峰电流差值达到88μA，说明研制的传感体系与D-多巴的作用更强。在1．0×10-5 mol/L至5．0×10-3 mol/L 浓度范围内， D-多巴和L-多巴的峰电流与其浓度呈线性响应，检出限分别为2．1×10-6 mol/L 和3．3×10-6 mol/L（S/N=3）。该传感器制备简单、响应快速、检测灵敏，可用于手性化合物的识别研究。

无标电化学免疫传感器灵敏检测17β-雌二醇

在羧基化氧化石墨烯及纳米金的辅助下根据抗原和抗体之间的特异性结合,检测17β-雌二醇.通过在金电极上修饰一层羧基化氧化石墨烯-硫堇,再修饰一层纳米金,其后修饰一层抗体,待纳米金和抗体充分结合后修饰抗原.通过构建的电化学免疫传感器测出各层次的循环伏安(CV)曲线从而实现对17β-雌二醇的定量检测.在实验优化的条件下,用得到的17β-雌二醇曲线进行检测和处理,结果显示,构建的传感器对17β-雌二醇具有较宽的线性范围:0.3-3μg/mL,以及较低的检测限:50pg/mL.因此,基于氧化石墨烯的无标电化学免疫传感器能够克服现有传统方法高耗时、高花费、仪器昂贵等缺点,实现简单、快速、便宜、高灵敏和高特异性的定量检测实际样品中的17β-雌二醇.具有较好的实际应用价值.

石墨烯导电水凝胶的制备及性能研究综合教学实验设计

为了拓展学生对高分子功能材料领域的认识,加深学生对功能高分子水凝胶的理解,文章将制备具有导电功能的聚多巴胺-还原石墨烯(rGD),并将其复合到聚丙烯胺(rGD-PAM)水凝胶中,研究水凝胶的组成对其化学结构、力学性能、黏附性能和导电性能的影响。结果表明,水凝胶为三维多孔结构,具有优异的力学性能、黏附性能和导电性能。该实验将科研工作与学生实践教学相结合,培养了学生的创新思维,提高了学生的实践能力。

CuNi/β-环糊精/还原氧化石墨烯修饰电极电化学检测多巴胺

建立了一种循环伏安法制备CuNi/β-环糊精/还原氧化石墨烯修饰玻碳电极(CuNi/β-CD/ERGO/GCE)的方法。通过多巴胺在该修饰电极上的电化学行为发现,该电化学传感器实现了快速、灵敏的测定多巴胺。该传感器用差分脉冲伏安法(DPV)测定多巴胺时,其电化学响应电流与多巴胺浓度在0.01~20μmol/L之间呈线性关系,检测限为8 nmol/L。该传感器用于尿液样品中的多巴胺检测,回收率在95.6%~107.2%之间。