基于碳系納米材料的生物傳感器.pdf

1、納米材料基于其獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)在科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的飛速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)由不同納米粒子所合成的納米復(fù)合物因彼此之間的協(xié)同作用，產(chǎn)生了許多更加優(yōu)異的性質(zhì)，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前途的材料之一，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本文在對(duì)一系列碳系納米材料進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，制備了性質(zhì)優(yōu)異的碳系納米材料，并構(gòu)建了相應(yīng)的化學(xué)-生物傳感器，研究了相應(yīng)的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果顯示，傳感器具有較高的靈敏度、優(yōu)異的穩(wěn)定性和快速的響

2、應(yīng)速度。
　　1.合成了EDTA-MWCNTs，并以此構(gòu)建了多巴胺傳感器
　　納米管具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、電催化性以及能量/電荷轉(zhuǎn)移特性，通過(guò)混酸(98％ H2SO4∶HNO3=3∶1)氧化，使其表面產(chǎn)生羧基，以便于碳納米管的進(jìn)一步修飾。在EDC與NHS作用下，通過(guò)在多壁碳納米管表面修飾乙二胺而引入了大量-NH2，從而可以進(jìn)一步修飾乙二胺四乙酸(EDTA)，制備得到EDTA-MWCNTs。對(duì)該材料進(jìn)行了紅外表征，并將AuNP

3、s和EDTA-MWCNTs修飾到玻碳電極表面構(gòu)建了高靈敏度多巴胺傳感器，基于納米金與多壁碳納米管的協(xié)同作用，傳感器性能得到顯著提高。
　　2.基于富勒烯-生物酶復(fù)合物的葡萄糖傳感器
　　隨著對(duì)碳家族中富勒烯研究的不斷深入，C60以其自身的特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，日益成為研究和應(yīng)用的焦點(diǎn)。在第三章中，我們以PAMAM、C60、葡萄糖氧化酶(GOx)為基質(zhì)，制備了PAMAM-C60-GOx多元復(fù)合物，并構(gòu)建了葡萄糖傳感器對(duì)其電催化行為進(jìn)

4、行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，PAMAM-C60-GOx多元復(fù)合物對(duì)葡萄糖具有非常好的電催化性能，同時(shí)以其構(gòu)建的葡萄糖傳感器具有很好的穩(wěn)定性，較高的靈敏度，和較寬的線性范圍，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄糖較為精確的測(cè)定。主要原因可以歸結(jié)為三點(diǎn):首先，PAMAM的引入不但可以大大增加酶及C60的負(fù)載量，而且PAMAM本身類蛋白質(zhì)的兩親特性，可以使酶的活性得到很好的保持;其次，C60與GOx之間產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng);再次，GOx與Au電極表面之間可以進(jìn)行直接且快速的電子

5、傳遞。因此，對(duì)于酶?jìng)鞲衅鞯臉?gòu)建研究于發(fā)展多元納米復(fù)合材料具有重要意義。
　　3.基于氧化石墨烯的H2O2傳感器
　　作為碳的一種最為常見的存在形式，石墨在各行各業(yè)均有著廣泛的應(yīng)用。石墨在強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)酸的作用下，石墨會(huì)進(jìn)行氧化得到氧化石墨。氧化石墨不僅層間距顯著增大，而且含有大量的羰基、羧基、環(huán)氧基等含氧基團(tuán)，這些基團(tuán)的存在使它們表現(xiàn)出較強(qiáng)的極性、親水性和一定的化學(xué)活性，更易于吸附極性分子和高分子化合物形成納米復(fù)合材料。本研究