【摘 要】
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电化学传感器具有成本低廉、操作简单以及响应快速等特点,被广泛应用于医学研究、工业生产和环境监测等领域。随着科技的进步,人们对于电化学传感器性能如灵敏度、选择性、稳
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电化学传感器具有成本低廉、操作简单以及响应快速等特点,被广泛应用于医学研究、工业生产和环境监测等领域。随着科技的进步,人们对于电化学传感器性能如灵敏度、选择性、稳定性等方面提出了更加严苛的要求。传统的基于贵金属和酶的电化学传感器因其稳定性差、灵敏度低、寿命短等缺陷,已经无法满足各领域对待检物高效检测的需求。使用合适的纳米材料对传感电极表面进行一定的功能化,可以提高传感器的检测性能,因而基于纳米材料修饰的新型无酶非贵金属的电化学传感电极的开发成为了研究的热点。本文以人体中两种重要的生物分子多巴胺和葡萄糖为检测对象,通过化学修饰的方法对石墨烯/镍泡沫(G/Ni)表面进行了相应的功能化,设计了两种新型的无酶电化学生物传感器。本文的主要研究内容如下:1)以三维镍泡沫为基底,采用化学气相沉积法,一步合成G/Ni复合材料。再以G/Ni为基底,通过水热法,以酚醛树脂为碳源,三嵌段聚合物F127为软模板,成功制备了有序介孔碳/石墨烯/镍泡沫(OMC/G/Ni)复合材料。接着以OMC/G/Ni复合材料作为无酶多巴胺传感电极,探究了其对多巴胺生物分子的检测性能。结果表明,OMC/G/Ni传感器对多巴胺具有优异的检测性能:灵敏度高(1.09μAμM-1cm-2)、线性范围宽(0.05-58.75μA)、检测极限低(0.019μA)。与此同时,该传感器稳定性好,即使在弯曲状态下依旧能够保持良好的传感性能。2)以上述制备的G/Ni为基底,以Co(OH)2为前驱体,采用水热法一步制备四氧化三钴/石墨烯/镍泡沫(Co3O4/G/Ni)复合材料。以其作为无酶葡萄糖传感电极,探究了其对葡萄糖生物分子的检测性能。结果显示,该传感器在低浓度范围内(0.01-1.36 mM)灵敏度为100.67μAμM-1cm-2,线性检测范围为0.01-7.86 mM,响应时间低于4 s。这些数据证明了该传感器对葡萄糖具有较为优异的检测性能。
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