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新型石墨烯纳米杂化材料的合成及其分析应用

韩玉洁  
【摘要】:第一章:简要介绍了石墨烯的性质与合成方法、石墨烯的功能化方法;生物传感器的构成和发展以及基于石墨烯的葡萄糖电化学生物传感器的应用;对适配体传感器的原理、特点和分类做了简要介绍。 第二章:合成了金属配位聚合/葡萄糖氧化酶(GOD)/石墨烯纳米杂化材料(MCPGHs/GOD)。通过透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等方法进行了表征。MCPGHs对H202有良好的电催化作用,通过MCPGHs/GOD的直接电化学证明该材料中的GOD仍然有生物活性。基于这些性质构建了葡萄糖生物传感器。葡萄糖的线性范围为50nM-1mM,检出限为5nM。在葡萄糖检测的实验条件下,抗坏血酸(AA),多巴胺(DA),尿酸(UA),色氨酸(Trp),对乙酰基酚(APAP)和蔗糖(Sucrose) 均无明显干扰。最后在1%人体血清中做了实际样品的检测,回收率在97%-104%之间。这个工作不仅提供了合成了不同金属聚合物—石墨烯杂化材料一个简单的,高效的的合成方法,而且,以葡萄糖为例,展示了这类新的纳米杂化材料作为电化学生物传感器的应用,可以容易的构建其他的生物传感器。 第三章:合成石墨烯—桔黄Ⅱ复合纳米材料(O-GNs),具有电活性的桔黄Ⅱ不仅可以作为探针为后面的检测提供电化学信号,而且还防止了石墨烯的聚集。对O-GNs进行了紫外—可见(Uv-Vis)分光光度法,电化学、XPS和TEM表征。集O-GNs高电导率,大比表面积和电化学活性和适配体高亲和性和特异性的的特点为一体,构建了暂型的免标记的,信号增加的电化学适配体传感器。用差分脉冲伏安法(DPV)考察传感器对凝血酶的线性,线性范围在1.0×10-12M~0×10-10M,检出限为3.5×10-13M。常见的蛋白,如牛血清蛋白,人血清蛋白,溶菌酶,IgG,胰岛素,转铁蛋白,对该传感器无明显干扰。在1%血清样品中的实际样品检测进行了实验,回收率在95.8%~103%之间。用同样的方法构建了溶菌酶适配体传感器,用DPV方法测定了溶菌酶的线性范围是5.0×10-12M~7.0×10-10M,检出限1.0×10-12M。成功构建了免标记的信号增加的适配体生物传感平台。本实验的方法经济,简单,无需标记,避免了复杂又昂贵的标记途径。


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