基于碳系納米材料的生物傳感器.pdf

1、納米材料基于其獨特的物理、化學性質在科學研究的各個領域都有著非常廣泛的應用前景。隨著科技的飛速發(fā)展，人們發(fā)現由不同納米粒子所合成的納米復合物因彼此之間的協同作用，產生了許多更加優(yōu)異的性質，因此被認為是21世紀最有前途的材料之一，越來越受到人們的關注。本文在對一系列碳系納米材料進行深入研究的基礎上，制備了性質優(yōu)異的碳系納米材料，并構建了相應的化學-生物傳感器，研究了相應的電化學性質。結果顯示，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、應速度。
　　1.合成了EDTA-MWCNTs，并以此構建了多巴胺傳感器
　　納米管具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、電催化性以及能量/電荷轉移特性，通過混酸(98％ H2SO4∶HNO3=3∶1)氧化，使其表面產生羧基，以便于碳納米管的進一步修飾。在EDC與NHS作用下，通過在多壁碳納米管表面修飾乙二胺而引入了大量-NH2，從而可以進一步修飾乙二胺四乙酸(EDTA)，制備得到EDTA-MWCNTs。對該材料進行了紅外表征，并將AuNP

3、s和EDTA-MWCNTs修飾到玻碳電極表面構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同作用，傳感器性能得到顯著提高。
　　2.基于富勒烯-生物酶復合物的葡萄糖傳感器
　　隨著對碳家族中富勒烯研究的不斷深入，C60以其自身的特殊結構和性質，日益成為研究和應用的焦點。在第三章中，我們以PAMAM、C60、葡萄糖氧化酶(GOx)為基質，制備了PAMAM-C60-GOx多元復合物，并構建了葡萄糖傳感器對其電催化行為進

4、行了研究。研究發(fā)現，PAMAM-C60-GOx多元復合物對葡萄糖具有非常好的電催化性能，同時以其構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，可以實現對葡萄糖較為精確的測定。主要原因可以歸結為三點:首先，PAMAM的引入不但可以大大增加酶及C60的負載量，而且PAMAM本身類蛋白質的兩親特性，可以使酶的活性得到很好的保持;其次，C60與GOx之間產生了協同效應;再次，GOx與Au電極表面之間可以進行直接且快速的電子

5、傳遞。因此，對于酶傳感器的構建研究于發(fā)展多元納米復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)均有著廣泛的應用。石墨在強氧化劑和強酸的作用下，石墨會進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，這些基團的存在使它們表現出較強的極性、親水性和一定的化學活性，更易于吸附極性分子和高分子化合物形成納米復合材料。本研究