功能化石墨烯自组装体系的构建及传感性能研究(3)

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1.2.3 直接葡萄糖酶电极

20世纪90年代，人们把目标转向了GOx氧化还原中心和电极表面之间的电子传递研究。这种第三代酶生物传感器是电子直接在酶与电极之间传递，即无电子媒介体传感器。这种传感器以电极本身为电子受体(或供体)，与氧或其它电子媒介体无关，不需添加电子媒介体，是一种最理想的生物传感器[6]。第三代电流式生物传感器是电子直接传递体系，是用一种媒介体将酶直接偶联到电极上，酶与电极间的电子交换不经媒介体参与而直接进行。电流式传感器具有选择性高，简便、快速等优点，所用电极可以是氧电极、过氧化氢电极，也可采用修饰的碳、铂、金等电极，最常见的第三代葡萄糖传感器是使用聚吡咯、四氰基卟啉二甲烷和乙炔聚合物等。目前已有研制成功的第三代传感器用于检测鼠大脑中的葡萄糖浓度。研究至今，发现葡萄糖氧化酶、微过氧化物酶、细胞色素c、过氧化物酶、等少数物质能在合适的电极上进行直接电催化。而在增强酶的传感器的稳定性方面，有很多人也在努力，目前报道的一种有机无机结合的复合材料，硅溶胶和含4-乙烯嘧啶的聚乙烯醇的嫁接聚合物，这种材料不像一般无机材料那样容易出现裂缝，也不会在水溶液中发生膨胀，以这种材料固定葡萄糖氧化酶能有效的提高酶电极的使用寿命。

总之，第三代生物传感器仍处在探索阶段，其发展到广泛应用阶段还有一段较长的路。论文网

本实验为第一代葡萄糖氧化酶传感器。如何增加电子的传递效率，本实验运用自组装的方式将纳米材，纳米材料将葡萄糖氧化酶连接在电极表面，氧化石墨与多巴胺杂合物，多巴胺，纳米金增强电流信号。

1.3 自组装的概念

所谓自组装（self-assembly），是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。

1.3.1 石墨烯的概述

石墨烯自2004年成功的从石墨剥离出来后，以其独特的结构和特殊的物理化学特性受到了广泛的关注[7.8]。石墨烯是由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成的二维晶体碳材料，具有比碳纳米管更为优异的电学性质，良好的导电性（103-104 S/m）、超大的比表面积（2630 m2/g）、透光性和化学稳定性以及可加工性，并且避免了碳纳米管研究和应用中难以逾越的手性控制、金属型和半导体型分离以及催化剂杂质等难题，这使得其可以成为比碳纳米管更好的光电多功能修饰材料。石墨烯的二维结构、大比表面积使得它可以很容易地与其它零维、一维纳米材料（如金属、半导体、碳纳米管等）构建新型多尺度、多功能先进复合纳米结构材料。因此，基于石墨烯复合材料的光电转换效率更高。石墨烯优良的机械性能和光透性，也使得石墨烯在制备可弯曲、多功能器件及微型化方面也具有突出的优势。这些突出的性能使得石墨烯在构建微型化、多功能化和性能优异的生物传感器件方面具有无限的潜力和广阔的前景。新型碳材料石墨烯的出现，为设计、开发高性能的纳米结构生物界面提供了新的思路，为发展高灵敏、高特异性和稳定性好的生物传感技术提供了新的手段和技术平台。石墨烯纳米生物界面和传感器件的研究工作国际上才刚刚开始，形成研究热点。

石墨烯与氧化石墨烯结构图