石墨烯复合纳米材料在电化学生物传感中的应用研究

发布时间：2019-09-07 12:35

【摘要】：石墨烯作为一种新型碳纳米材料,拥有超高的载流子迁移、巨大的比表面积效应、较好热稳定性、较高的热导率和机械强度等优良性能,受到诸多领域研究者的广泛关注。电化学生物传感与电化学分析技术具有低成本、操作简单、灵敏度高、响应迅速等优点,已经在临床样本的检测与分析中得到了广泛的应用。考虑到复合纳米材料能够同时兼备不同纳米材料的优秀性能,本论文制备了碘化亚铜/石墨烯(CuI/Gr)复合纳米材料和硫化亚铜/还原氧化石墨烯(Cu2S/RGO)复合纳米材料。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪检测技术(XPS)等手段对石墨烯复合纳米材料的结构特征和原子价态进行了表征,并在此基础上构建出基于石墨烯复合纳米材料修饰电极的电化学生物传感器。进一步,我们将合成好的CuI/Gr复合纳米材料修饰在玻碳电极的表面构建出一种新型的过氧化氢电化学生物传感器,在CuI/Gr复合纳米材料中,石墨烯与CuI对过氧化氢的电催化展现出协同效应。其研究结果表明,基于CuI/Gr复合纳米材料的过氧化氢传感器具有灵敏度高、检测限低、线性范围宽、极化电压较低、抗干扰能力强、重现性好等优良性能,成功的应用于检测活细胞在抗坏血酸刺激下所释放的活性氧,并消除抗坏血酸本身对检测结果的干扰。与此同时,通过物理吸附作用,我们成功地将硫化亚铜功能化的还原氧化石墨烯复合纳米材料(Cu2S/RGO)修饰到碳纤维电极(CFMEs)的表面,构建出高灵敏度和高选择性的多巴胺电化学生物传感器。利用循环伏安法对超微电极进行电化学表征。研究结果表明,Cu2S/RGO-CFMEs在多巴胺电化学检测中表现出优良的催化性能、较高的灵敏度和较强的选择性,具有检测限低、检测范围宽、抗干扰能力强、重现性好等优点,在果蝇等活体神经递质的检测中具有潜在的应用价值。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ127.11;TB383.1;TP212

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本文编号：2533019