基于石墨烯的生物傳感器的技術研究.pdf

1、生物傳感器是一種可以將生物學信號轉(zhuǎn)換為電學信號的分析設備，與傳統(tǒng)傳感器相比具有成本低、特異性高等不可比擬的優(yōu)勢，因此被視為檢測分析領域的重要技術。石墨烯作為一種新型二維納米材料，因其在電學、光學和機械性能等方面的優(yōu)良性能引起了研究者們的廣泛關注。石墨烯與生物傳感器的結合為高靈敏度、高選擇性的探測和分析生物分子提供了可能。
　　本文以還原氧化石墨烯材料為基底，以乙酰膽堿酯酶作為分子識別元件，以石英晶體微天平為換能器，制備了用于探測D

2、MMP氣體的石墨烯生物傳感器，并對傳感器的敏感特性，及工藝參數(shù)對其性能的影響進行了探究，主要內(nèi)容如下：
　　(1)首先，采用吸附法作為乙酰膽堿酯酶的固定化方法，研究了石墨烯基底對傳感器性能的影響，并研究了該固定化方法制備的傳感器的重復性、穩(wěn)定性，結果表明：經(jīng)石墨烯修飾的電極表面更有利于酶的附著，吸附法制備的傳感器在10mg/m3-25mg/m3 DMMP濃度范圍內(nèi)具有良好響應(R2=0.9965)，且在25mg/m3 DMMP氣氛

3、環(huán)境下表現(xiàn)出良好的重復性，但其穩(wěn)定性不佳。其次，分別研究了pH值、石墨烯的量、固定化時間等工藝參數(shù)對傳感器性能的影響，研究結果表明：每一種酶都有其最適pH值，基于吸附法制備的傳感器的最適pH值為6.8；石墨烯大的表面積提高了酶的附著量，傳感器在石墨烯的量為0.04ml時具有最佳性能；采用吸附法對酶膜進行固定，經(jīng)過12h的吸附，電極表面酶吸附量達到飽和。
　　(2)采用交聯(lián)法對乙酰膽堿酯酶膜進行固定，并對其重復性和穩(wěn)定性進行了測試，

4、結果表明：交聯(lián)法制備的傳感器在10mg/m3-50mg/m3 DMMP范圍內(nèi)的響應具有很高的靈敏度，在40mg/m3 DMMP氣氛環(huán)境下有良好的重復性，且7天后器件表面的酶膜仍然保持較高的活性。最后，探究了pH值、石墨烯的量、固定化時間及交聯(lián)劑濃度等工藝參數(shù)對傳感器性能的影響，研究結果表明：基于交聯(lián)法制備的傳感器的最適pH值為6.8；石墨烯良好的抗菌性和生物相容性有利于酶膜的保存，交聯(lián)法制備的傳感器在石墨烯的量為0.03ml時保存7天后