基于石墨烯-聚(6-羧基吲哚)復(fù)合材料的生物傳感器研制及應(yīng)用.pdf

1、導(dǎo)電聚合物(CPs)，具有電子轉(zhuǎn)移速度快、靈敏度高、特異性及生物相容性較好等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于生物傳感器的研制。導(dǎo)電聚合物在生物傳感器中可以固定生物活性分子，還在傳感元件的信號(hào)轉(zhuǎn)換上起著極其重要的作用。石墨烯(Gr)具有六角晶胞結(jié)構(gòu)且包含大π鍵，它能夠和富含π鍵的導(dǎo)電聚合物利用π-π堆積作用進(jìn)行復(fù)合，以改善復(fù)合物性能。尤其是石墨烯具備極好導(dǎo)電性、催化活性、較大的比表面積，使得復(fù)合材料的電化學(xué)活性及生物相容性得到了協(xié)同提高。本論文通過(guò)

2、電化學(xué)聚合的方法，制備了導(dǎo)電石墨烯/聚(6-羧基吲哚)復(fù)合材料，且成功實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)發(fā)光和免標(biāo)記電化學(xué)免疫傳感器的構(gòu)建，其主要內(nèi)容包括以下部分:
　　1.首次在乙腈體系中，采用電化學(xué)聚合的方法在石墨烯修飾的玻碳電極上，直接電化學(xué)聚合6-羧基吲哚單體，成功地制備了一種具有納米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電石墨烯/聚(6-羧基吲哚)復(fù)合材料。利用循環(huán)伏安法對(duì)石墨烯/聚(6-羧基吲哚)復(fù)合材料進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料具有良好的電化學(xué)活性。電化學(xué)還原的石墨烯呈

3、片層結(jié)構(gòu)且表面有輕微褶皺，而復(fù)合材料卻呈現(xiàn)出由完整纖維構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)，與單純的聚(6-羧基吲哚)膜相比，復(fù)合材料有著更高的導(dǎo)電性以及更大的比表面積。這些優(yōu)良性能可以幫助拓展石墨烯/導(dǎo)電聚合物在生物傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有潛在的實(shí)用價(jià)值。
　　2.基于導(dǎo)電石墨烯/聚(6-羧基吲哚)復(fù)合材料，成功研制了新型電致化學(xué)發(fā)光適體生物傳感器。通過(guò)測(cè)定電化學(xué)發(fā)光信號(hào)的前后變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)凝血酶濃度的靈敏檢測(cè)，檢測(cè)范圍在0.0001 nM到10 n

4、M之間，對(duì)凝血酶的檢測(cè)限是3fM。該傳感器檢測(cè)范圍寬，靈敏度高、而且具有較好的特異性。該傳感器的高檢測(cè)靈敏度主要得益于復(fù)合材料以及金納米粒子的雙重放大作用。該電化學(xué)發(fā)光傳感器對(duì)凝血酶分析測(cè)定提供了一種簡(jiǎn)單、低消耗的新途徑。
　　3.基于石墨烯/聚(6-羧基吲哚)復(fù)合材料，成功研制了一種新型免標(biāo)記的電化學(xué)免疫傳感器，根據(jù)傳感器免疫反應(yīng)前后電化學(xué)信號(hào)的不同變化，可以對(duì)癌胚抗原(CEA)實(shí)現(xiàn)免標(biāo)記檢測(cè)，檢測(cè)范圍在0-90 ng mL-1