金屬鈷納米材料的合成及其在生物傳感分析中的應(yīng)用.pdf

1、生物傳感器作為近年來一門新興的科學(xué)，在生命科學(xué)的研究中體現(xiàn)了很好的應(yīng)用。利用納米材料所具有的強(qiáng)的吸附能力、較好的生物兼容性、高催化效率等優(yōu)良的性質(zhì)，將之應(yīng)用到生物傳感器中，提高了檢測的靈敏度，縮短了響應(yīng)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了生物傳感器對目標(biāo)物的實(shí)時(shí)檢測，降低了使用成本。石墨烯由于具有良好的導(dǎo)電性、BET比表面積較大及其具有的良好生物相容性因而在電化學(xué)生物傳感器中得到了廣泛應(yīng)用，是合適的電極材料。金屬鈷氧化物納米材料生物相容性好，吸附能力強(qiáng)，具有

2、優(yōu)良的導(dǎo)電性和催化性能，其復(fù)合材料可保留其特性，并引入新的功能。貴金屬納米粒子及其復(fù)合材料可作為非常好的生物標(biāo)記，亦可作為良好的電極材料，在電化學(xué)生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域具有非常巨大的應(yīng)用價(jià)值。
　　氧化鈷（四氧化三鈷）是一種過渡金屬氧化物具有良好的電子，電化學(xué)，電和光學(xué)特性。四氧化三鈷納米復(fù)合材料已在各種應(yīng)用中，如電化學(xué)生物傳感器，超級電容器，非均相催化劑，和鋰離子充電電池等應(yīng)用中呈現(xiàn)了巨大潛力。作為強(qiáng)健的sp2雜化的碳原子二維片層，

3、因?yàn)槠涮厥獾亩S結(jié)構(gòu)，大比表面積，非凡的電子輸運(yùn)性質(zhì)，和不尋常的機(jī)械強(qiáng)度，石墨烯受到了顯著關(guān)注。石墨烯已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了龐大的新進(jìn)展，如生物/化學(xué)傳感器，能量存儲和轉(zhuǎn)換裝置，場效應(yīng)晶體管，和超級電容器等。很多方法都被用于研究制造基于石墨烯的納米復(fù)合材料的高性能超級電容器和生物傳感器。
　　(1)重金屬離子可以說是一類最危險(xiǎn)的污染物，其在生物體內(nèi)長期積累得不到降解，在非常微量的情況下也會帶來不良后果。因此對痕量重金屬進(jìn)行定量分析相

4、當(dāng)重要。在眾多對于重金屬的檢測方法當(dāng)中，電化學(xué)分析法具有靈敏、快速、準(zhǔn)確，適于痕量分析，儀器簡單，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著納米技術(shù)、表面技術(shù)及新材料合成的發(fā)展和應(yīng)用，電化學(xué)分析法將擁有更為廣闊的應(yīng)用前景。本文就是將納米技術(shù)與重金屬電化學(xué)傳感器結(jié)合起來，重點(diǎn)研究了四氧化三鈷介孔納米材料在檢測Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的應(yīng)用，旨在找出一種更為靈敏快捷的重金屬檢測方法。基于電化學(xué)溶出伏安法(SV)和循環(huán)伏安法(CV)，

5、本文測定了Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和探討。實(shí)驗(yàn)以四氧化三鈷納米帶修飾電極為工作電極，以飽和的甘汞電極做為參比電極，以鉑電極做為對電極。方波陽極溶出伏安法被用來測定Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)，其線性范圍分別為1.0-6.0μM，0.5-5.0μM和0.1-1.6μM，檢出限分別為0.0519μM，0.082μM和0.097μM。采用循環(huán)伏安法測定Cr(Ⅵ)，得到的線性范圍為0.5-5.

6、0μM，檢出限為0.058μM。
　　(2)快速，靈敏和具有選擇性的葡萄糖感應(yīng)是非常重要的，因?yàn)檠菣z測對于患有糖尿病的患者極為重要。現(xiàn)在有成千上萬的糖尿病患者每天測試他們的血糖水平，這使得葡萄糖最常用測試分析。為了解決這些問題，我們合成了rGO-Co3O4作為電極材料，構(gòu)建了一種無酶葡萄糖傳感器。此傳感器可實(shí)現(xiàn)對0.5～92μM范圍內(nèi)的葡萄糖的檢測，檢測限為25.4 nM。將此傳感器用于正常人及患有急性淋巴細(xì)胞白血病的病人血清樣