石墨烯的制備及其對(duì)唾液酸和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白的電化學(xué)檢測(cè).pdf

1、以石墨為原料制備獲得石墨烯，并對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和電催化能力進(jìn)行全面分析。分析比較了真空干燥和冷凍干燥兩種方式制備石墨烯的電催化能力，發(fā)現(xiàn)凍干石墨烯石墨烯的催化性能更強(qiáng)，將其作為電化學(xué)生物傳感器的信號(hào)放大材料，構(gòu)建特異性傳感器，檢測(cè)禽蛋中功能活性物質(zhì)唾液酸和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，為禽蛋以及禽蛋制品的品質(zhì)檢測(cè)方法創(chuàng)新提供參考。
　　1.采用改進(jìn)Hummer方法首先制備氧化石墨，利用超聲分散還原的方法，使用毒性較小并且對(duì)石墨烯具有穩(wěn)定作用的氨水作為還

2、原劑來(lái)制備水溶性好、比表面積高的石墨烯。利用紫外分光光度計(jì)、傅里葉紅外光譜儀、X射線衍射、Zeta電位測(cè)定儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡對(duì)合成的石墨烯進(jìn)行了表征。發(fā)現(xiàn)真空干燥和冷凍干燥兩種干燥方式制備的石墨烯在微觀結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)上存在差異:電鏡表征初步發(fā)現(xiàn)冷凍干燥的石墨烯結(jié)構(gòu)更為疏松，孔洞結(jié)構(gòu)也較為明顯。紅外光譜中羰基峰的明顯變化，以及X射線衍射圖中24°附近出現(xiàn)的石墨烯特征峰，都說(shuō)明石墨烯得到了很好的還原。凍干石墨烯的Zeta電位

3、值為-32.6 mV，顯著小于真空干燥的-21.6 mV，說(shuō)明凍干石墨烯在水溶液中的分散性和穩(wěn)定性較好。
　　2.深入研究干燥方式對(duì)石墨烯電催化活性的影響。通過拉曼光譜、X射線光電子能譜(XPS)、比表面積測(cè)定、電導(dǎo)率測(cè)定以及固定電極和旋轉(zhuǎn)圓盤電極電化學(xué)測(cè)試等手段對(duì)兩種材料的導(dǎo)電性和電催化活性進(jìn)行了全面的分析表征。XPS結(jié)果顯示，凍干石墨烯比真空干燥石墨烯的含氮量高含氧量少，還原更徹底。凍干石墨烯比表面積為558.4 m2/g相對(duì)

4、真空干燥石墨烯的比表面積473.8 m2/g更大，前者的導(dǎo)電率576 S/m也比后者(534 S/m)要高一些。利用固定電極循環(huán)伏安法檢測(cè)石墨烯修飾電極在鐵氰化鉀體系中的電催化活性，凍干和真空干燥石墨烯的峰電流分別為83.95μA和59.6μA。交流阻抗圖譜顯示石墨烯修飾的電極溶液和界面阻抗非常小，表明材料具有良好的電子傳導(dǎo)能力和電催化活性。同時(shí)采用旋轉(zhuǎn)圓盤電極在尿酸體系中表征兩種材料的電催化能力，結(jié)果同樣顯示凍干石墨烯的催化效果明顯優(yōu)

5、于真空干燥。綜合以上結(jié)果，凍干石墨烯具有更好的催化電子轉(zhuǎn)移能力，因此在后續(xù)禽蛋中成分的檢測(cè)中均采用凍干石墨烯作為信號(hào)放大材料。
　　3.利用唾液酸與血凝素特異性相互作用構(gòu)建血凝素-石墨烯層層組裝修飾電極，建立唾液酸的電化學(xué)檢測(cè)方法。首先利用石墨烯良好的成膜性能將其組裝于玻碳電極表面，以EDC/NHS活化其表面的羧基后通過共價(jià)偶聯(lián)將血凝素化學(xué)鍵合固定在電極表面，構(gòu)建血凝素修飾電極。利用血凝素與唾液酸的特異性結(jié)合，建立唾液酸交流阻抗檢

6、測(cè)法。該方法對(duì)唾液酸的檢測(cè)范圍為10-11～10-17 mol/L，檢測(cè)限達(dá)到0.837aM。10-9 mol/L的葡萄糖、半胱氨酸、抗壞血酸對(duì)同濃度的唾液酸檢測(cè)抗干很小，因此傳感器抗干擾能力很強(qiáng);4℃冰箱貯存15d，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.7％，說(shuō)明傳感器具有良好的穩(wěn)定性。
　　4.采用電化學(xué)還原法制備石墨烯修飾電極，利用蛋白質(zhì)與其抗體之間特異性作用構(gòu)建了卵轉(zhuǎn)鐵蛋白免疫傳感器。該生物傳感器對(duì)卵轉(zhuǎn)鐵蛋白的檢測(cè)范圍為10-1～10-9 m