石墨烯-金納米功能復(fù)合材料的制備及其赭曲霉毒素A適配體電化學(xué)傳感研究.pdf

1、本論文以改進(jìn)的Hummers法制備的氧化石墨烯(GO)為前驅(qū)體，原位制備了不同金納米粒子(AuNPs)修飾密度的石墨烯/金納米(rGO/AuNPs)功能復(fù)合材料，并考察了其對模型生物分子的負(fù)載能力和在適配體電化學(xué)生物傳感中的應(yīng)用。具體工作如下:
　　1.以改進(jìn)的Hummers法制備了表面富含羧基的GO，通過鄰氨基苯硫酚（2-ATP）對其進(jìn)行巰基功能化制備得到巰基修飾的GO(GO-SH);然后以GO-SH和氯金酸(HAuCl4)為起

2、始原料，檸檬酸鈉為還原劑原位制備了rGO/AuNPs功能復(fù)合材料。進(jìn)一步，通過增加HAuCl4的加入量對AuNPs的修飾密度進(jìn)行了調(diào)控，并采用紅外光譜(FT-IR)、拉曼光譜（Raman）、X射線衍射光譜(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)以及透射電鏡(TEM)和紫外光譜(UV-vis)等手段對所制備的納米復(fù)合物進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明:制備過程中GO被還原為rGO;復(fù)合物中AuNPs均勻地修飾在石墨烯納米片表而;石墨烯的引入能夠有效

3、地抑制AuNPs的團(tuán)聚;隨著HAuCl4加入量的增加，AuNPs的修飾密度也隨之增大。
　　2.以赭曲霉毒素A(OTA)的適配體(apt)為模型生物分子，以電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)為研究手段，考察了上述制備的不同AuNPs修飾密度的rGO/AuNPs功能復(fù)合材料，對適配體DNA的負(fù)載能力。研究發(fā)現(xiàn)，rGO/AuNPs復(fù)合物中AuNPs的修飾密度越大，對apt的負(fù)載能力越強(qiáng)，即AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs，對apt具

4、有最大的負(fù)載能力?；谶@一研究結(jié)論，以AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs復(fù)合物作為傳感信號放大平臺，構(gòu)建了一種免標(biāo)記的適配體生物傳感器。優(yōu)化條件下，電子轉(zhuǎn)移阻抗（Ret）的對數(shù)與OTA濃度的對數(shù)之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性范圍為0.1 ng mL-1～200 ng mL-1，線性回歸方程為:logRet=3.386+0.144 log c(R2=0.995)，檢出限為0.03 ng mL-1(S/N=3)。該傳感器具有良好的選擇

5、性和重現(xiàn)性。
　　3.以AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs復(fù)合物為載體，利用Au-S共價自組裝的方式與巰基末端的DNA2偶聯(lián)，成功制備了具有信號放大作用的rGO/AuNPs-DNA2納米生物探針，然后利用apt的橋聯(lián)作用耦合所制備的rGO/AuNPs-DNA2納米生物探針以及修飾在金電極表面的DNA1，成功構(gòu)建了一種夾心型適配體電化學(xué)生物傳感器。由于rGO/AuNPs表面負(fù)載了大量的DNA2，一條apt與OTA的結(jié)合會使大

6、量DNA2從電極表面脫附，進(jìn)而產(chǎn)生較大的Ret變化，從而實現(xiàn)電化學(xué)阻抗法對OTA的靈敏檢測。優(yōu)化條件下，Ret值的對數(shù)與OTA濃度的對數(shù)之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性范圍為1.0×10-12～5.0×10-8 g mL-1，線性回歸方程為log Ret=3.878-0.199 log c(R2=0.991)，檢出限為0.3 pg mL-1(S/N=3)。該傳感器具有良好的選擇性、重現(xiàn)性和可再生性。
　　4.水相法合成了一系列CdTe

7、量子點(diǎn)(QDs)，以AuNPs修飾密度最大的rGO/AuNPs復(fù)合物為載體，通過靜電組裝作用實現(xiàn)了發(fā)射紅色熒光的CdTe QDs在其表面的大量負(fù)載，制得rGO/AuNPs/CdTe納米復(fù)合物。進(jìn)一步，以rGO/AuNPs/CdTe為標(biāo)記物制備納米生物探針，并通過DNA之間的雜交反應(yīng)將其與磁性載體耦合。由于rGO/AuNPs表面負(fù)載了大量的CdTe QDs，一條apt與OTA的結(jié)合會使大量的CdTe QDs從電極表面脫附，對其進(jìn)行酸溶處理