基于石墨烯納米復(fù)合材料的葡萄糖電化學(xué)生物傳感器.pdf

1、本課題基于石墨烯這種性能優(yōu)越的新型二維碳納米材料制備了不同的石墨烯修飾電極，并應(yīng)用于葡萄糖的電化學(xué)檢測中，構(gòu)建了基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖生物傳感器及無酶葡萄糖電化學(xué)傳感器，制備方法新穎簡便，傳感器對葡萄糖的分析性能良好。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.采用一種簡單、綠色、可控的電化學(xué)方法合成了石墨烯納米金復(fù)合材料，具體過程是通過循環(huán)伏安技術(shù)，在玻碳電極(GCE)表面將氧化石墨烯(GO)和氯金酸進(jìn)行電化學(xué)共還原。通過該方法制備的石墨烯-

2、納米金修飾電極對過氧化氫表現(xiàn)出較好的電催化活性，因此能夠保證固定了葡萄糖氧化酶構(gòu)建葡萄糖生物傳感器后葡萄糖在較低的過電位下實現(xiàn)安培檢測，同時，石墨烯納米金復(fù)合材料為葡萄糖氧化酶提供了良好的納米微環(huán)境，促進(jìn)了酶的電活性中心和電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移。在葡萄糖的分析測定實驗中，結(jié)果表明在信噪比為3的情況下葡萄糖在該酶傳感器上的檢測限為17μmol/L,檢測靈敏度為56.93μA(mmol/L)-1cm-2，并且該傳感器表現(xiàn)出較好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定

3、性、選擇性。
　　2.合成了氧化銅(CuO)/石墨烯(rGO)復(fù)合納米材料，并基于該CuO-rGO納米復(fù)合材料構(gòu)建了新型、靈敏的無酶葡萄糖傳感器。CuO-rGO是在水和異丙醇混合而成的雙溶劑中，采用一種簡單綠色高效的化學(xué)方法制備而成的。在合成過程中，異丙醇承擔(dān)了溶劑和還原劑的雙重作用，首先，CuO納米顆粒能夠通過靜電作用和水解作用成功的沉積到氧化石墨烯片層上，同時氧化石墨烯在異丙醇的還原作用下可以部分還原，整個過程不需要再加入其他

4、強(qiáng)還原劑。我們對合成的CuO-rGO納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征并探究了它的電催化作用，結(jié)果表明該復(fù)合材料發(fā)揮了CuO納米顆粒和rGO片層的協(xié)同效應(yīng)，在堿性溶液中降低了葡萄糖電化學(xué)氧化的過電位，提高了靈敏度。固定檢測電位0.4V，CuO-rGO修飾的玻碳電極對葡萄糖檢測的靈敏度為2221μA(mmol/L)-1cm-2，線性范圍是0.4μmol/L～12mmol/L。
　　3.制備了石墨烯銅鎳修飾電極，制備過程為:首先在玻碳電極

5、表面電化學(xué)還原氧化石墨烯得到石墨烯修飾電極(ERGO/GCE)，然后利用電沉積方法將銅鎳雙金屬納米材料(Cu-Ni)沉積到ERGO/GCE表面。由于石墨烯大的比表面積及良好的導(dǎo)電性能，銅鎳雙金屬材料優(yōu)異的催化性能，基于該石墨烯銅鎳納米復(fù)合材料構(gòu)建的無酶葡萄糖傳感器(Cu-Ni/ERGO/GCE)實現(xiàn)了對葡萄糖高靈敏的催化氧化，并在葡萄糖的定量測定中表現(xiàn)出較好的分析性能，低濃度和高濃度下的線性范圍分別是0.4μmol/L-1mmol/L和