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石墨烯修饰电极在电化学生物传感器中的应用研究

作　者: 曹小娟
导　师: 朱连德
学　校: 东北师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 石墨烯 电化学 辣根过氧化物酶 铂纳米粒子 葡萄糖氧化酶 麦尔多拉蓝 生物传感器
分类号: O657.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本论文对石墨烯在生物传感器中的应用进行了基础性的研究。主要包括三部分内容:辣根过氧化物酶修饰石墨烯电极对H2O2的电催化研究;基于石墨烯负载纳米铂的葡萄糖生物传感器;MB/RG、MB/GO复合材料修饰电极对NADH的电催化研究。具体的研究工作主要集中在以下几部分:（1）利用辣根过氧化物酶能够在石墨烯电极上实现直接电子转移的性质,组装了一种用电聚合吡咯的方法把HRP固定在石墨烯电极上的新的过氧化氢生物传感器。研究了此传感器对过氧化氢的电催化行为和分析测定。（2）将石墨烯作为催化剂载体制备了新型的葡萄糖生物传感器。具体方法是先通过化学还原法将氯铂酸和石墨氧化物同时还原得到Pt/RG的混合物,将铂有效地固定在石墨烯载体上,之后制备了Pt/RG/GCE电极,并对此生物传感器的催化性能进行研究。接着用电聚合的方式将葡萄糖氧化酶固定到Pt/RG/GCE电极表面制备了葡萄糖生物传感器,并对此传感器的性能进行研究。（3）制备了石墨烯（RG）和石墨氧化物（GO）修饰电极,对NADH在石墨烯（RG）和石墨氧化物（GO）薄膜修饰电极上的催化性能进行比较研究,结果表明石墨烯对NADH的催化性能明显优于石墨氧化物。基于这一点,我们采用吸附的方法将NADH的介体麦尔多拉蓝分别担载在石墨烯和石墨氧化物上制备了有机-无机纳米复合材料,研究并比较了麦尔多拉蓝在石墨烯和石墨氧化物上的电化学行为以及对NADH的催化氧化行为。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 生物传感器  8-9
    1.1.1 生物传感器的基本概念  8
    1.1.2 生物传感器的原理  8
    1.1.3 生物传感器的分类  8-9
    1.1.4 生物传感器的发展及应用  9
  1.2 酶生物传感器  9-13
    1.2.1 酶生物传感器的定义及分类  9
    1.2.2 酶生物传感器的发展  9-11
    1.2.3 酶的固定化技术  11-13
  1.3 石墨烯  13-15
    1.3.1 石墨烯简介  13
    1.3.2 石墨烯的特性  13-14
    1.3.3 石墨烯的合成  14-15
    1.3.4 石墨烯的应用  15
  1.4 本工作的意义  15-16
  参考文献  16-19
第二章 辣根过氧化物酶修饰石墨烯电极对H_2O_2的电催化研究  19-28
  2.1 前言  19
  2.2 实验部分  19-21
    2.2.1 试剂、材料与仪器  19-20
    2.2.2 电极的制备  20-21
  2.3 结果与讨论  21-26
    2.3.1 RG的表征  21-22
    2.3.2 GCE/RG/HRP/PPy对H_2O_2 的催化性能  22
    2.3.3 pH值和电极电位的优化  22-23
    2.3.4 GCE/RG/HRP/PPy对H_2O_2 的计时电流响应  23-24
    2.3.5 干扰试验  24
    2.3.6 GCE/RG/HRP/PPy的稳定性  24-26
  结论  26-27
  参考文献  27-28
第三章 基于石墨烯负载纳米铂的葡萄糖生物传感器  28-42
  3.1 前言  28-29
  3.2 实验部分  29-30
    3.2.1 试剂与仪器  29
    3.2.2 石墨氧化物(GO)的合成  29
    3.2.3 石墨烯(RG)的合成  29
    3.2.4 Pt/RG的合成  29-30
    3.2.5 电极的制备  30
  3.3 结果与讨论  30-39
    3.3.1 Pt/RG纳米复合物的表征  30-32
    3.3.2 Pt/RG/GCE对H_2O_2 的电化学性质  32-35
    3.3.3 葡萄糖生物传感器  35-39
  结论  39-40
  参考文献  40-42
第四章 基于MB/RG和MB/GO复合材料的NADH传感器的比较研究  42-59
  4.1 前言  42-43
  4.2 实验部分  43-44
    4.2.1 试剂与仪器  43
    4.2.2 电极的制备  43-44
  4.3 结果与讨论  44-55
    4.3.1 RG/GCE与GO/GCE对NADH的催化性能  44-46
    4.3.2 MB/RG/GCE与MB/GO/GCE的电化学性质  46
    4.3.3 pH对MB/ RG /GCE和MB/GO/GCE的影响  46-48
    4.3.4 MB/RG/GCE与MB/GO/GCE电极的动力学比较研究  48-51
    4.3.5 MB/RG/GCE与MB/GO/GCE对NADH催化性能的比较  51
    4.3.6 MB/RG/GCE对NADH的催化电位的优化  51-52
    4.3.7 MB/RG/GCE与MB/GO/GCE对NADH的计时电流响应  52-53
    4.3.8 MB/RG/GCE与MB/GO/GCE的稳定性比较  53-55
  结论  55-56
  参考文献  56-59
致谢  59

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 分析化学 > 仪器分析法（物理及物理化学分析法） > 电化学分析法
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