SnO2@graphene、α-Ni(OH)2@3DNCarbon納米復(fù)合材料的制備及其生物傳感器性能研究.pdf

1、生物傳感器是一類以生物活性材料為分子識(shí)別元件的分析器件，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等日常生活中各個(gè)方面。作為生物傳感器重要組成部分，電化學(xué)酶?jìng)鞲衅髟谖锘治鲱I(lǐng)域扮演著重要的角色。與其它分析技術(shù)相比，具有催化高效性與專一性特征的酶的引入，使得酶基傳感器對(duì)檢測(cè)目標(biāo)物有著優(yōu)異的電化學(xué)表現(xiàn)。然而，在電化學(xué)酶?jìng)鞲衅髦苽溥^(guò)程中如何防止酶失活以及更高效地暴露酶電活性中心，一直是電化學(xué)酶?jìng)鞲衅餮芯空哓叫杞鉀Q的問(wèn)題之一，處理不好將嚴(yán)重影響傳

2、感器性能。
　　納米材料擁有很多特殊的力、熱、光電性能，在太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容器等研究領(lǐng)域受到了普遍關(guān)注。其小尺寸、大比表面積特性有助于吸附生物活性材料，增加分子附著量;好的生物相容性則可以保護(hù)活性材料空間結(jié)構(gòu)，防止其變性、失活;同時(shí)，高導(dǎo)電性納米材料也可以作為電子傳輸媒介，加快電子在活性材料與基底電極間交流。因此，納米材料被認(rèn)為是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一，廣泛應(yīng)用于生物傳感器領(lǐng)域研究。
　　在本論文中，分別合成了生物相容

3、、高導(dǎo)電性SnO2@graphene及高催化活性α-Ni(OH)2@3DNCarbon納米材料，固定于玻碳電極（Glassy Carbon electrode，GCE）表面，組裝成電極后，利用循環(huán)伏安法，研究了復(fù)合物膜電化學(xué)行為，并電催化檢測(cè)了葡萄糖濃度。主要內(nèi)容如下:
　　1.以SnCl4·5H2O和石墨烯（graphene）為前驅(qū)體，成功制備了SnO2@graphene納米復(fù)合材料，SAED表明產(chǎn)物中SnO2呈多晶結(jié)構(gòu)。將復(fù)合

4、材料和葡萄糖氧化酶(GOD)混合，得到了GOD-SnO2@graphene復(fù)合物修飾膜。FT-IR和UV-vis測(cè)試結(jié)果表明GOD在修飾膜中保持了原有結(jié)構(gòu)，這和SnO2好的生物相容性是密切相關(guān)的。將復(fù)合物膜固定于玻碳電極(GCE)表面，制備得到Nafion/GOD-SnO2@graphene/GCE。利用循環(huán)伏安法，研究了GOD在復(fù)合物膜中直接電化學(xué)行為以及催化葡萄糖的反應(yīng)機(jī)理。安培電流響應(yīng)則顯示Nafion/GOD-SnO2@grap

5、hene/GCE對(duì)葡萄糖有著較強(qiáng)催化能力，線性范圍很寬。
　　2.以天然玫瑰花為生物前驅(qū)體，氣氛退火得到三維網(wǎng)格碳骨架(3D NetworkCarbon，3DNCarbon)。以其為模板，水熱合成了α-Ni(OH)2@3DNCarbon納米材料。SEM顯示3DNCarbon為多孔狀結(jié)構(gòu)，α-Ni(OH)2均勻生長(zhǎng)其表面上。XRD則表明水熱產(chǎn)物中Ni(OH)2呈α金相結(jié)構(gòu)。將復(fù)合材料修飾到玻碳電極(GCE)上，制備得到Nafion/