石墨烯电化学传感器及其在生物医学的应用

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石墨烯(GR)独特的结构赋予其新颖的性能,例如较大的表面积,良好的导热性能,独特的导电性能,石墨烯引起了研究人员的广泛兴趣。最近,基于GR的复合材料结合了各自纳米结构的特性,已经发现了许多有前景的应用,从环境科学,能量转换到传感器。值得注意的是,导电聚合物/石墨烯复合材料已应用于传感器,并显示出非常特殊的性质。生物传感器是一种新型分析仪器,能够进行氨基酸和生物细胞的检测,并有快速,定量和高通量分析的优点,且无需专业操作人员。基于生物分子的特异性识别特点,识别元素与特定分析物相互作用,然后与某种形式的传感器紧密相连,能够将识别元件触发的信号转换为可量化的电,热或光信号。有许多生物识别元素,如酶,抗体,微生物细胞等,都已用于制备生物传感器。生物传感器具有较好的特殊识别性,反应速度快并准确,成本低,且用户操作方便。生物传感器作为医学,农业,食品安全,生物加工,工业和环境监测的分析工具受到广泛关注。本论文采用PVP分散剂制备机械剥离石墨烯(GR)分散液,利用该石墨烯分散液修饰玻碳电极(GCE),制备一种简单绿色的L-Trp电化学传感器。通过优化实验条件,使制备的生物传感器能得到较高的检测灵敏度和较宽的检测范围。然后进一步改善所制备的传感器,利用石墨烯与导电聚合物溶液PEDOT:PSS混合,构建机械剥离石墨烯和PEDOT:PSS复合材料修饰玻碳电极的另一种L-Trp电化学生物传感器。GR/PEDOT:PSS/GCE对L-Trp的氧化表现出非常好的电催化作用,具有良好的稳定性和可重复使用性。最后采用GR/PEDOT:PSS复合材料修饰电极制备酵母菌微生物传感器,通过交流阻抗法的检测有很好的电化学活性。该微生物传感器灵敏性高且制备方法简单,具有潜在的研究价值。
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