編號：FTJS05587
篇名：基于石墨烯修飾電極的電化學(xué)生物傳感
作者：于小雯； 盛凱旋； 陳驥； 李春； 石高全；
關(guān)鍵詞：石墨烯； 氧化石墨烯； 生物分子； 電化學(xué)檢測； 電化學(xué)傳感；
機(jī)構(gòu)： 清華大學(xué)化學(xué)系；
摘要： 石墨烯是一種具有單原子厚度的二維碳納米材料,具有大的比表面積、高的導(dǎo)電性和室溫電子遷移率,以及優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能.石墨烯還具有電化學(xué)窗口寬,電化學(xué)穩(wěn)定性好,電荷傳遞電阻小,電催化活性高和電子轉(zhuǎn)移速率快等電化學(xué)特性.化學(xué)修飾石墨烯,特別是氧化石墨烯(GO)和還原氧化石墨烯(rGO),可以被宏量、廉價(jià)地制備出來.它們具有可加工性能,可以被組裝、加工或復(fù)合成具有可控組成和微結(jié)構(gòu)的宏觀電極材料.因此,石墨烯及其化學(xué)修飾衍生物是用于電化學(xué)生物傳感的獨(dú)特而誘人的電極材料.例如,GO是一種化學(xué)修飾石墨烯,也是石墨烯的重要前驅(qū)體;其邊緣具有大量的羧基可用于共價(jià)固定酶,從而能實(shí)現(xiàn)酶電極的生物檢測.在GO上的不可逆蛋白吸附也可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的直接電子轉(zhuǎn)移以提高其電化學(xué)檢測性能.但是,GO大量的含氧官能團(tuán)破壞了石墨烯本征的共軛結(jié)構(gòu),降低了其電學(xué)性能并限制了其實(shí)際應(yīng)用.GO可以通過化學(xué)、電化學(xué)、熱還原等技術(shù)轉(zhuǎn)化成rGO,從而能部分修復(fù)其共軛結(jié)構(gòu),提高其導(dǎo)電性與傳感性能.另一方面,石墨烯是一種零帶隙材料;原子摻雜可以調(diào)控其能帶結(jié)構(gòu),提高其電催化性能.石墨烯材料也常常需要通過與其它功能材料的復(fù)合進(jìn)一步改善其可分散與可加工性能,提高其電催化活性和電化學(xué)選擇性.本文綜述了本征石墨烯(包括GO,rGO和摻雜石墨烯)以及石墨烯與生物分子、高分子、離子液體、金屬或金屬氧化物納米粒子等復(fù)合材料修飾電極在檢測各種生物分子方面的研究進(jìn)展,并對該研究領(lǐng)域進(jìn)行了展望.
