功能化石墨烯四溴双酚A的电化学传感研究

以N,N-二甲基甲酰胺为剥离溶剂,柠檬酸钠为剥离助剂,通过超声剥离得到了功能化石墨烯纳米片,并构建出高性能的电化学传感器. 对所得产物进行透射电子显微镜表征,结果发现与原块体材料相比,所得产物为单层或少数几层的石墨烯纳米片. 通过优化超声时间、石墨烯质量浓度和溶液的pH值,构建了对四溴双酚A （TBBPA）具有高灵敏度的功能化石墨烯电化学传感器. 该传感器的电化学阻抗结果表明,剥离后的石墨烯具有更快的电子传递速率. 更重要的是, 所构建的功能化石墨烯电化学传感器对TBBPA呈现出的线性范围为0.1 μmol/L~14 μmol/L和较低的检出限［5×10^-8 mol/L（S/N=3）］,并且成功地将其应用于实际水样的检测,其加标回收率在98%~101%之间. 该电化学传感器不仅表现出较高的准确性和灵敏度,而且还具有较好的选择性和稳定性.     

基于ERGO/AuNPs的电化学DNA传感器的制备及应用

制备了一种基于电还原石墨烯(ERGO)、金纳米粒子(Au NPs)修饰玻碳电极的电化学DNA传感器,应用于大肠杆菌O157:H7的快速、灵敏检测.首先将滴加在玻碳电极表面的氧化石墨烯进行电还原,然后通过电沉积方法将金纳米粒子均匀平铺在电极表面.利用金纳米粒子和氨基之间的共价键作用将端氨基修饰的探针DNA固定在电极表面,完成电化学DNA传感器的制备,并对目标DNA进行了定性与定量检测.实验结果表明:所制备的传感器具有良好的选择性、准确性,并且操作简单易行,对目标DNA的检测限为7.735×10~(-13)mol/L,检测范围为1×10~(-12)~1×10~(-8) mol/L.     

基于铕配合物与石墨烯复合材料的ECL免疫传感器

基于自行制备的Eu(Ⅲ)/氨基化石墨烯复合材料,构建了一种新型的电致化学发光免疫传感器,并应用于人免疫球蛋白的检测。制备复合材料时,二乙基三胺五乙酸(DTPA)作为螯合剂,通过脱水缩合反应连接在二维的氨基化石墨烯片层表面。随之,铕(Eu(Ⅲ))与DTPA作用,螯合在石墨烯表面。由于铕关键的作用,所得的材料显示出稳定的强烈的电致化学发光性能。配合氨基化石墨烯优越的电化学性能,大的比表面积,良好的分散性,该传感器实现了对人免疫球蛋白的灵敏检测,线性范围是0.5~14ng·mL~(-1),检测限为100pg·mL~(-1)。除此之外,该免疫传感器显示出良好的选择性、重现性和稳定性,表现出用于临床检测的良好潜力。     

基于聚邻苯二胺/石墨烯修饰电极的肠道病毒71型（EV71）电化学免疫传感器

采用改性的Hummers法制备石墨烯氧化物（GO）,并将其滴涂在玻碳电极（GCE）表面。通过电化学还原将GO还原为石墨烯,并进一步采用电化学聚合法在石墨烯表面形成聚邻苯二胺（PoPD）膜,从而制备了PoPD/石墨烯修饰GCE。将EV71抗体固定在修饰电极表面,制备新型的电化学免疫传感器。当发生免疫反应时,由于EV71抗原与抗体生成的免疫复合物阻碍了电子的传递,PoPD的氧化峰电流下降。当抗原的浓度在0.1-80ng/mL范围内,PoPD氧化峰电流的降低值与抗原的浓度成正比。该免疫传感器对EV71的检测限为0.08ng/mL（信噪比为3）。     

基于石墨烯增强效应电化学检测饮料中的柠檬黄

采用石墨烯作为敏感膜,提高了电化学传感器检测柠檬黄的灵敏度和速度。优化了检测条件:pH 5.0的磷酸盐缓冲溶液作为测定缓冲溶液,石墨烯用量为0.5mg.mL-1 5μL,富集电位和时间分别为0.6V和2min。在最佳条件下,检测柠檬黄的线性范围为0.05～0.5μg.mL-1,检测限为0.04μg.mL-1。应用新的传感器成功地检测了饮料中的柠檬黄,并对其结果与高效液相色谱法进行了比较。     

基于纳米钯/石墨烯增敏效应对双酚A的电化学检测

利用纳米钯/石墨烯材料构建一种测定双酚A的高灵敏电化学传感器. 本实验在石墨烯基底上电沉积钯纳米颗粒,得到纳米钯/石墨烯-壳聚糖复合物修饰玻碳电极（Pd/GR-Chit/GCE）,并通过扫描电子显微镜和电化学技术对其进行表征. 研究了双酚A（BPA）在Pd/GR-Chit/GCE上的电化学行为,发现其氧化峰电流在Pd/GR-Chit/GCE表面得到显著的增强,表明修饰电极对BPA表现出明显的电催化效果. 优化了钯纳米颗粒的沉积条件、石墨烯的滴涂量、pH值、富集电位和富集时间等测定参数,建立了一种快速简便测定BPA电化学新方法,实验结果显示,在pH 7的磷酸盐缓冲溶液中,BPA峰电流与其浓度在1.0×10^-7 mol/L~6.0×10^-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限可达到1.0×10^-8 mol/L.     

石墨烯的制备及表征

为了得到高性能的石墨烯材料,采用水合肼、茶多酚与抗坏血酸3种不同的还原剂将氧化石墨烯还原制备得到石墨烯.通过红外光谱、X射线衍射、接触角对产物的结构进行表征,采用四探针法测试电导率,循环伏安法和计时电位法测试电化学性能.水合肼、茶多酚与抗坏血酸这3种还原剂都能有效地将氧化石墨烯结构中的亲水基团去除,得到疏水的石墨烯.通过比较3种还原剂制备的石墨烯的电化学性能,发现通过茶多酚还原得到的石墨烯的导电性能最好,当电流密度为3 A/g时,茶多酚还原得到的石墨烯电容性能达到609 F/g,保持率达到87.71%.这表明由茶多酚还原得到的石墨烯具有更为优良的电化学性能.     

二茂铁功能化石墨烯复合材料的制备及其电催化多巴胺性质研究

利用氧化石墨烯片边缘的羧基和表面的环氧基团共价修饰的方法制备了二茂铁功能化石墨烯的复合材料,通过FT-IR、TEM等测试方法对复合材料的结构和形貌进行了表征,二茂铁共价修饰石墨烯复合材料呈现出了良好的稳定性。我们进一步利用二茂铁功能化石墨烯修饰电极对多巴胺电化学催化性质进行研究,该修饰电极对多巴胺显示出良好的催化活性,并推测出可能的催化反应机理,当信噪比为3时,检测限达到0.01μM。     

基于二茂铁功能化的石墨烯免标记的电化学生物传感器及核酸扩增技术实现对弧菌dsDNA的灵敏检测

通过使用二茂铁(Fc)功能化的还原氧化石墨烯(RGO)复合材料及核酸扩增技术构建了一个免标记且简易的电化学生物传感器,实现对食源性弧菌的高灵敏度地检测。探索了最佳的实验体条件,在最佳条件下,二茂铁的峰电流信号的改变与目标物的浓度有良好的线性关系,线性范围为10~(-22)～10~(-15) mol·L~(-1),检测限为4.6×10~(-23) mol·L~(-1),该电化学生物传感器在生物分析和临床诊断领域具有潜在的应用价值。     

激光诱导石墨烯基柔性应变传感器的传感行为分析

基于柔性聚酰亚胺(PI)基底的应变传感器通常在轴向拉伸或压缩下的变形有限,灵敏度不高,在多维柔性应变传感器方面的发展受到了限制。为了制备具有多维应变传感能力和高检测灵敏度的柔性传感器,采用紫外激光烧蚀PI薄膜制备图案化石墨烯材料,利用聚乙烯(PE)泡棉丙烯酸双面胶带转印图案化石墨烯,并构建双层石墨烯基柔性应变传感器。对激光诱导石墨烯的微观结构进行表征分析,并测试传感器在不同变形下的传感性能,实验结果表明：激光诱导的石墨烯薄膜呈现蓬松的孔状结构,该结构在不同应变状态下呈现拉伸或压缩状态,从而改变了石墨烯的导电通路,导致石墨烯薄膜电阻相应地增大或减小。双层石墨烯基柔性应变传感器可以感受不同方向的拉、压、弯、扭等复杂形变,并表现出很高的灵敏度、良好的线性度和优异的机械重复性。此外,该柔性应变传感器能够适应人体四肢或关节处的多维运动,可对手指弯曲、手掌弯曲等肢体运动进行有效监测和识别,并实现摩尔斯电码的编码。该激光诱导石墨烯基柔性应变传感器在手势识别、智能化控制和人机交互等领域有广阔的应用前景。