1、 李釗 基于氧化石墨烯構筑葡萄糖生物傳感器的研究 圖 12 GOx/RGO/GCE 不同掃速 圖 13 GOx/RGO/GCE 不同 pH 值 圖 10 是氧化石墨烯修飾在電極上之后，經過電化學還原的循環伏安曲線。圖 11 a、b 和 c 曲線分別為裸玻碳電極、 電還原氧化石墨烯修飾玻碳電極和葡萄糖氧化酶在修飾電 極上的循環伏安曲線。圖 12 是在 0.011.0V/S 的掃速下酶修飾電極的循環伏安曲線。 圖 13 是在不同 pH 值下，酶修飾電極的循環伏安曲線。 5 葡萄糖生物傳感器的應用 葡萄糖廣泛存在于自然之中， 在人類的身體中， 周圍的動物體內， 各種食物里等等， 可以得知我們對此非常

2、依賴，所以對葡萄糖的有效控制也是必須的。關于葡萄糖的檢測 有很多種方法，例如，光譜中的紫外光譜和紅外光譜，色譜中的液相色譜和色譜質譜聯 用等等。光譜和色譜對葡萄糖有良好地檢測精度，但是這些檢測設備的占地面積大和價 格昂貴，也只能為大型醫院和檢測機構而采用。然而家庭和個體需要一種快速，方便的 檢測設備，這樣就使得小型化和便攜化傳感器的應用得到了發展。如何使傳感器能夠接 近于色譜的精確和高靈敏分析，在葡萄糖傳感器方面，酶修飾電極構建傳感器開始進入 人們的研究范疇。酶具有比任何無機、有機和絡合催化劑高出很多倍的催化性能，而且 酶的無毒性大大去除了直接檢測人體的風險性，利用葡萄糖氧化酶對葡萄糖的良好催

3、 化，從而可以達到葡萄糖檢測的準確性，高效性，快速化和無害化8。 新型葡萄糖生物傳感器是納米材料氧化石墨烯修飾電極而設計的傳感器， 在利用納 米材料的優異性能下，去實現第三代直接電子轉移葡萄糖生物傳感器。直接電子轉移葡 萄糖生物傳感器的應用會將葡萄糖檢測的水平提升到另一個高度， 將會擴大葡萄傳感器 在葡萄糖檢測中應用范圍。這種傳感器不僅可以滿足于家庭和個體的需要，而且可以應 9 李釗 基于氧化石墨烯構筑葡萄糖生物傳感器的研究 用于醫院和檢測機構的快速檢測治療。 第三代葡萄糖傳感器的成功研制和應用可以證明 氧化石墨烯能夠幫助葡萄糖氧化酶在電極間進行直接的電化學反應和電子轉移， 在電化 學傳感和分

4、析方面能夠起到引導和激勵的作用。在以后的電化學傳感和分析領域，氧化 石墨烯的作用和影響將逐步擴大。 6 結論與展望 石墨烯有極高的比表面積和優良的電導性， 石墨烯的衍生物氧化石墨烯在溶液中能 很好地分散，并且含氧官能團能夠很好地共價和非共價地連接功能分子，電化學還原氧 化石墨烯即保存了氧化石墨烯的部分官能團又顯現了石墨烯的優良電導性。 氧化石墨烯 修飾電極在電化學上的應用將會有很大的發展潛力。理論上，氧化石墨烯能夠進行酶分 子與電極間的之間電化學轉移9，我們通過實驗去構造第三代直接電化學葡萄糖生物傳 感器，所得結果有明顯現象，但與氧氣參與的電子轉移相比，電極的靈敏度和響應下限 還是有所差距，在

5、無氧狀態下無法達到在有氧參與下的電化學響應，更無法企及超越有 氧的電化學響應。不過，可以肯定的是，這次實驗的嘗試還是鼓舞了我們構建直接電化 學反應的葡萄糖生物傳感器的信心。在接下來的工作中，我們將要更多查閱相關前沿文 獻，借鑒的同時創新，總結時不忘批判性思考，在氧化石墨烯的功能化方面進行改進， 在電極修飾方法和實驗上進行優化，在酶選擇和固定方法上進行探討，為實現真正理想 的葡萄糖生物傳感器而努力。 10 李釗 基于氧化石墨烯構筑葡萄糖生物傳感器的研究 參考文獻 1 Heller A, Feldman B. Electrochemical glucose sensors and their ap

6、plications in diabetes managementJ. Chemical reviews, 2008, 108(7: 2482. 2 Wang J. Electrochemical glucose biosensorsJ. Chemical reviews, 2008, 108(2: 814. 3 孫瑩瑩.葡萄糖氧化酶/納米材料單層或多層膜用于構筑葡萄糖生物傳感器D.吉林大學,2008. 4 衛銀銀.新型葡萄糖生物傳感器的構筑、機理及應用研究D.華東師范大學,2011. 5 Unnikrishnan B, Palanisamy S, Chen S M. A simple ele

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8、rs, 2009, 1(1: 28-31. 7 鄒 正 光 , 俞 惠 江 , 龍 飛 , 范 艷 煌 . 超 聲 輔 助 Hummers 法 制 備 氧 化 石 墨 烯 J. 無 機 化 學 學 報,2011,(09:1753-1757. 8 石文韜,邸靜,馬占芳. 電化學葡萄糖傳感器J. 化學進展,2012,(04:568-576. 9 Chen D, Feng H, Li J. Graphene Oxide: Preparation, Functionalization, and Electrochemical ApplicationsJ. Chemical Reviews, 2012, 112(11: 6027-6053. 致謝 這篇論文的完成，得到了很多人的幫助。在此非常感謝周喜斌副教授的辛勤指導和連茜雯、何 志芳師姐的實驗幫助，還要感謝西北師范大學校級科研資助金的資助和團隊成員王彤彤、蔣歡的共 同努力。最后感謝我的父母在日常學習和生活上對我的關心和幫助。 11 指導教師 職稱 預評成績 指 導 教 師 預 評 評 語 年 答辯小組評定成績 答 辯 小 組 評 審 意 見 月 日 答辯