石墨烯复合材料在葡萄糖生物传感器中的应用

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a 空 白样 , : : b 全血 , : c全血 +4mM 葡萄糖 图 2 葡萄糖 氧化酶/ 石墨烯/ 聚苯胺/ 金纳米粒 子修 饰 丝 网印刷 电极 , 微分脉冲伏安法检测 f 峰
Fi . Gl c s  ̄d s Gr p e e/ o y m ̄ e/ g2 u o e o a e/ a h n P la
Sp 0 3 e .2 1
石 墨 烯 复 合 材 料 在 葡 萄 糖 生 物 传 感 器 中的应 用
高金荣 , 顾赛喜 , 谈立伟 , 吉祖俊 , 范大和
( 盐城工学 院 化学 与生 物工程学 院 , 苏 盐城 江 2 45 ) 2 0 1
摘 要 : 究合成 了石墨烯/ 苯胺/ 米金 复合 材料 , 对该 材料进 行 了红 外表征 , 建 葡萄糖 氧 研 聚 纳 并 构 化酶/ 墨烯/ 石 聚苯 胺/ 纳米  ̄/ a o , N t n膜修 饰 丝 网印刷 电极 的一 次 性 酶 生 物传 感 器 并 用 于 葡 萄 . i
n 控制 温度不超 过 2 O( O℃) 。加完 后 , 持 3 保 5
℃搅 拌 3 i, 2 00m 0rn加 3 . L蒸 馏 水 稀 释 , 度 升 a 温 至 9 C, 8c 保持 1 i。加 70 0mL9 5mn 0 . 0℃蒸 馏水
导电速率 比任何导体都快。与其他碳材料相 比,
P N / u P 复合 材料 , 温 下密 封保 存 。 A IA N s 常
峰电流 降低 ;、 C 将一定量确定浓度的样品加入原 样 中进行 检 测 , 电 流降低 的更大 。 当空 白样 、 峰 原
样 和将浓 度 为 4mM 的纯 葡萄糖 加 入之 后 的样 品
酶生物传感器 的构建 : 实验制备所 得的石 将
公 司 ) 。
项 十分 重要 的任 务 。当 前 , 检验 仪 器一 个 明显
的发 展趋 势就 是 分 析 设 备 的 微 型化 、 成化 和便 集 携化 。微 流控 芯 片技 术作 为一 个微 而全 的分 析技 术 处 在 了当前 发 展 的 前 沿 , 最 具 有 广 阔 的发 展 也 前景 不仅 简 化 了以往 利用 大型 仪器 进行 血糖 检测
是我 国的第三大高发病 , 在每一百个人 中就会 有 3个人患有糖尿病 , 目前糖尿病患者人数 已接 近 全世界糖尿病患者 的 14 患病率 和西方 发达国 /, 家 比较 接 近 … 。如今 , 糖 尿 病 的 控 制和 治 疗 是 对

1 实 验 部 分
1 1 主要仪 器 与试 剂 .
按 照 H m rl 法 合成 石 墨 烯 : 5 0 g石 u mes5 将 .
墨粉 和 2 5gN N 人 到 1 . L 6 c . a O 加 5 0 m c浓 H2O S 4中 , 0℃强力 搅 拌 下 缓 慢 加 入 1 M— 在 5gK
方 面拥有 广泛 应 用 , 墨 烯 是 一 个 没 有 能 隙 的物 石 质, 显示 金 属 性 , 有 优 异 的 导 电性 , 室温 下 其 具 在
差, 精度 低 的 问题 。
L~ N 2 P 4 aH O 配制 的 , 0 1mo L 1H30 以 . l・ I P 4或
石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂 窝 状 晶格结 构 的碳 质新 材 料 , 可 以 翘 曲成 零 维 它
的 富勒 烯 , 成 一 维 的 C T 卷 N s或堆 垛 成 三 维 的石
d e e ta u s ot mme v e k d t c in f Fr n i lp le v la U p a ee t o
该 方 法 的测 定 结 果 : a的峰 电 流值 为 6 . 6 7 5
Ab 、 的峰 电流值为 4 .2 A a 6 5 、 的峰电流值为



如果 我们 忽 略截距 , 则方 程式 ( ) 简化成 : 1可 c 4 () 2
滴加过样 品的的色谱级滤纸 圆片 ( a a o 1 Wht nN . m 滤 纸 )覆 盖在 丝 网印 刷 电 极 表 面 , 加 一 定 量 的 滴
0 1M H为 70的 P S缓 冲溶 液 。 . p . B
第2 6卷 第 3期
21 0 3年 0 9月
盐城工学院学报 ( 自然科 学版 )
Junl f acegIstt o ehooy N t a Si c dt n ora o n hn tue f c nl ( a rl ce eE io ) Y ni T g u n i
Vo . . 126 No 3
液 体 得 到沉 淀 , 二次 蒸馏 水 洗 涤 几 次 , 6 用 在 O℃
该实验 , 分别为 a 检’ 空 白滤纸片 , 、 狈 0 原始葡萄糖
氧化 酶 的峰 电流 ;、 测全 血原样 , 葡萄糖 影 响 b检 受
的条 件下 干燥 , 研磨 成 细 粉 末 状 , 到 Gahn/ 得 rpee
c G ahn/ A lA rp ee P Nf u—G D 的 红 外 光 谱 图 O
图 1 不 同材料 的红外表征
F g 1 Fi i g n tt r wn 3 v e i. s n e h o D iw h
可 以利用 下 面方程 式来 表示 :
与 一定 浓度 的 G D溶 液按 体 积 1 1 合 均匀 , O :混 采 用 滴涂 法制 备 修饰 电极 , 温 晾干 ; 室 再加 0 5 的 .% N t n溶 液 ( 于 乙醇 ) 室 温 晾干 。然后 , 修饰 ao i 溶 , 将 好 的 电极 固定 与 配套 的装 置 上 , 空 白或 者 已经 将
CI0 H 8 C电化 学分 析 站 ( 海 辰华 仪 器公 4 上
司 ) p S一3 酸度 计 ( 海 伟 业 仪 器 厂 ) K 、H C 上 、 Q一 5 0超声 波 清 洗 器 ( 山市 超 声 仪 器 有 限公 司 ) 昆 、 D F一 0 Z 6 5真 空 干燥 箱 ( 海 精宏 试 验 设 备 有 限 上
烯 。即将 氧化 石墨 粉 200m 0 . g与水 200mL混 0 . 合 , 超 声波振 荡 至溶 液清 晰无 颗粒 状物 质 , 入 用 加 2 0m . L肼在 10℃ 油浴 回流 2 , 生黑 色颗 粒 0 4h 产
( O ) 是用在电化学生物传感器 中的一种理想 GD , 的酶 , 由于它的低成本 、 商业效用 、 的生物催化 高 活性很生物稳定性 , 已经被广泛应用于监i 糖尿 贝 4
石 墨粉 、 (0 )氨 水 (8 ) 苯 胺 , 肼 5% 、 2% 、 氯金 酸、 过二 硫 酸铵 ( P ) 柠檬 酸钠 , 酸 盐 缓 冲液 AS, 磷
( B ) 由 0 1mo P S : . l・L N H P 4 0 1mo ~ a 2 O 和 . l・
的繁琐程序 , 同时也解 决了便携式血糖仪准确性
状沉淀 , 过滤 、 在鼓 风 干 燥 箱 中 6 0℃ 烘 干 即 得 石
墨烯 。
22 加 标 法测定 全 血 中的葡萄糖 . 首先 , 我们 应用 标 准 加 入法 来 提 供一 个 自校 准 , 种方 法是 基 于Baidu Nhomakorabea在 一个 确 定 浓度 范 围 内待 分 这 析 物呈现 线 性响应 。我们用 三次检 测就 可 以完成
将 苯胺单 体 与石 墨烯 混合 在一 定 条件 下 反应 生 成 石墨 I/ 烯 聚苯 胺 复 合 材 料 。再 将 该 纳 米 复合 材 料 添加 到 已经 制 备好 的金 胶 溶 液 中 , 声 分 散 超 1 n 在 常温 下静 置 3d 离 心 分 散 得 到 的 混合 0mi, ,
糖 的测定 , 果令 人 满意 。 结
关键 词 : 墨烯 ; 生物传 感 器 ; 石 酶 葡萄糖 中图分 类号 t 6 7 1 0 5 . 文 献标 识码 : A 文章 编号 :6 1 5 2 ( 0 3 0 0 7 0 17 — 3 2 2 1 ) 3— 0 6— 3
全世 界 约有 两 亿 多 糖 尿病 患 者 , 糖 尿病 也 而
2 结 果 与 讨 论
2 1 材 料 的红外 表征 . 如 图 1 给 出 了 G a h n/ A IA N s — rp e e P N/ u P
G D、 O G/ A IA N s的红 外 光 谱 图 , 于 O G D、 IP N/ u P 对 ( ) 纳米 复合 材料 P N/ rA N s吸收 峰在 1 a纯 A IG/ u P , , 52和 140c 7 9 m~。( )G D的红 外光 谱 可 以看 b O 出 167c 和 349c 处有 氨基 化合 物 中的 0 m 0 m 羰 基伸 缩 振动 和酰胺 中 的 N—H伸 缩振 动 的特 征 吸收 峰 , r hn/ A IA N s的 红 外 在 此 处 无 Ga eeP N/ u P p 峰 存在 , C r eeP N / u—G D的 红外 由( )G印hn/ A IA O
为 58 % , 医学界 , .8 在 临床认 为家用血 糖仪 的测
试结果与实验室测试相 比, 偏差在 1%以内即认 5 为是准确 的 。此实验准确 的表 明, 我们 的测试 结果与医院里获得结果相 比, 结果令人满意 。
a Gr p e e P a h n / ANI Au; b GOD; /
g l a o a ce o i e c e n p i t d ee t o e , od n n p  ̄ l sm d f d s r e rn e lc r d s i
谱与 G D的谱图对比可知 , O 葡萄糖氧化酶被成功
的 固定 在 Gahn/ A IA r eeP N/ u复 合 材料 上 。 p
墨烯 复合材 料在 05 的壳 聚糖 溶 液 ( 酸配 置 ) .% 醋
中分 散 成 1 0 mg m rp e e P N / u C , . / L G a hn / A IA / s 再
分别进行检i时 , 贝 分别获得峰电流信号、 4 和。我们 定义 为校 准 曲线 的截距 , 目标葡 萄糖 的浓度 , 为 则
3 .6 A, 糖 浓 度 通 过 上 述 计 算 所 得 为 7 2 48 血 . mm lL, 医院专业 人 员 使用 R ce 自动 临床 o 与 / oh 全 化 学分 析仪 进 行 比较 偏 差 0 4m l・ 一 , 差 . mo L 偏
W ae u e/ m ’ v n mbr c
石 墨烯具 有 很 大 的 比表 面积 , 已 知材 料 中强 度 是 最 大 的 ,也 是 最 牢 固 的 』 葡 萄 糖 氧 化 酶 。
稀释 , 20 0m % H 0 趁热抽滤( 加 0 . L3 防止副反 应生成苯六 甲酸 )在鼓风干燥箱 中 6 , 0℃烘干 即 得石墨氧 化物。然后利 用化学分散 法制备 石墨
NO a H溶 液调 节 p H值。葡 萄糖 氧化 酶购 自于 s ma 司 ( I 型 曲霉菌 ,9 / ) i 公 g VI 1 6U g 。
1 2 实验方 法 .
墨,因此石墨烯是构成其它碳材料 的基本单元 ,
被 誉 为 “ 材 料之母 ” 碳 。近 年 来 , 墨 烯 在科 技 石
病患者血液 中葡萄糖 的浓 度水平H 。本文 测定 j
了血糖 浓度 , 果与 医院 中的标 准方 法相 一致 。 结
收稿 日期 :0 3一O 2 1 6一O 9
作者简介 : 高金荣 (99 , , 18 一)男 江苏徐州人 , 主要研究方 向为分析化 学。
第 3期
高金荣 , : 等 石墨烯复合材料在葡萄糖生 物传 感器中的应用
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