金属基纳米材料在电化学生物传感器中的应用研究进展

由于具有独特的光电和催化性能,金属基纳米材料在电化学生物传感领域应用广泛。常见的金属基纳米材料有单金属纳米材料、合金纳米材料、金属氧化物纳米材料、金属有机骨架(MOFs)材料等。此外,为了拓宽金属基纳米材料的应用范围,提高金属基纳米材料的性能,科研工作者还开发了许多金属负载型纳米材料。对上述各种金属基纳米材料及其在电化学生物传感器中的应用研究进展进行了综述,以期为新型金属基纳米材料的合成及其应用拓展提供参考。

一次性尿多巴胺生物医学传感器研发

使用一次性枪头构造空腔,通过向其中填充石墨粉及石蜡油混合物,制备出石墨碳糊微电极(GCPME),并借助于简单可控的吸附法,将阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰到GCPME表面,制得CTAB/GCPME。电化学表征结果表明:CTAB/GCPME对多巴胺(DA)的电化学氧化具有显著的催化作用。在最佳检测条件下,DA在CTAB/GCPME上的氧化峰电流与其浓度在2.0×10^(-7)-1.0×10^(-4)mol/L范围内呈良好线性关系,检出限低至4.0×10^(-8)mol/L(S/N=3)。此外,CTAB/GCPME用于DA检测还具有良好的特异性、稳定性和重现性,且可用于人体尿样中DA含量的准确快速检测。CTAB/GCPME成本低、制备简单、性能好,可用作一次性尿DA生物医学传感器件,具有良好的生物医学应用前景。

基于金纳米粒子修饰石墨烯碳糊电极的同型半胱氨酸电化学传感

本文基于金纳米粒子修饰石墨烯碳糊电极,构建了同型半胱氨酸的电化学传感器。电化学技术表征表明,在中性电解质溶液中,金纳米粒子-石墨烯复合膜对同型半胱氨酸的电化学氧化具有明显的催化作用。电化学扫描电子显微镜技术表征表明,在金纳米粒子-石墨烯复合膜电极表面上,可以观察到大量的金纳米粒子颗粒,整个电极表面呈现疏松多孔的结构,这种结构有利于将同型半胱氨酸富集到电极表面,从而有效提高传感器的灵敏度;金纳米粒子和石墨烯的良好导电性则有利于加快同型半胱氨酸与电极之间的电子传递,从而缩短传感器的响应时间。在最佳检测条件下,同型半胱氨酸在传感器上的氧化峰电流与其浓度在3.0~100μmol/L浓度范围内呈线性增加,灵敏度为1.22 nA/(μmol/L),检出限为0.8μmol/L,响应时间为3 s。此外,利用标准加入法测得该传感器测定同型半胱氨酸的平均回收率为97.2%,证明方法具有较好的准确度。

基于Nafion-聚溴甲酚绿-石墨烯纳米复合膜修饰玻碳电极的NO电化学传感器

本文构建了Nafion-聚溴甲酚绿-石墨烯纳米复合膜修饰玻碳电极(Nafion/PBG/GO/GCE)。研究表明,该复合膜修饰电极对NO的电化学氧化具有明显的催化作用。同时,该复合膜具有较大的比表面和较快的电子转移速率,从而建立了一种NO的高灵敏、快响应电化学传感方法。结果显示,NO在Nafion/PBG/GO/GCE上的氧化峰电流与其浓度在1.0×10^(-7)~2.25×10^(-4)mol/L范围内呈良好线性关系,其检出限为2.0×10^(-8)mol/L。此外,该传感器还具有良好的重现性、选择性和稳定性,可用于生物样品中NO含量的实时动态监测。