石墨烯—适体化学修饰电极应用于生物分子探测

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1、中文摘要抗体通常作为捕获探针广泛应用于传统的生物分子研究技术中，但是这种方法往往由于抗体的制各步骤繁琐、稳定性差等缺点而受至Iiii约。与之相比，适体能够高效、特异性结合各种生物分子，还具有易合成、易修饰、性质稳定等优点，近几年，基于适体的电化学生物传感器在生物分析领域备受关注。石墨烯作为一种新型纳米材料，以其独特的物理化学性能和二维纳米特性，在适体传感领域有不可限量的应用前景。本论文以电化学方法为基础，结合石墨烯和适体的优良性能，发展了三种石墨烯功能化的电化学适体传感器。主要内容及结果如下：1．将氧化石墨烯(GO)固定在玻碳电极(GCE)表面，然后利用还原反应获得石墨烯

2、(GR)修饰电极，进一步对GO电极和GR电极进行拉曼光谱、红外光谱、透射电镜及电化学表征。通过D带和G带强度之比的变化、电极表面官能团和形貌的变化及电极还原前后电流密度的变化发现，电极表面的GO被较好地还原为GR且制备的GR电极导电性能极好。2．GR修饰电极通过兀．兀堆积作用和碳二亚胺反应结合适体探针，以pI为11．35的溶菌酶和pI为7．4的凝血酶为目标蛋白，制备了两种无标记的适体传感器，首次将GR应用于电化学适体传感领域。在最优条件下，两种适体传感器均具有检测限低(对溶菌酶检测限为6fmol·L～；对凝血酶检测限为O．45fmol·L叫)、特异性好等优点。3．利用电化

3、学阻抗谱(EIS)技术研究了GR在适体传感器中的作用，结果表明GR极大提高了适体传感器的灵敏度。实验还选用[Fe(CN)6／K4Fe(CN)]’佴。和Ru叫H3)63+两种氧化还原电对，考察电荷分布及涂层厚度对溶菌酶适体传感器的影响，结果发现涂层厚度在传感界面电荷传递中起决定作用。4．与石墨烯修饰电极相比，羧基化石墨烯修饰电极虽然导电性差，但是其表面含有较多的羧基，易于发生酰胺反应结合末端用．NH2修饰的适体。因此，尝试以羧基化石墨烯作为固定适体的载体，并以氯化血红素适体作为捕获探针，以方波伏安法(swv)作为检测手段，构建了一种新型的氯化血红素传感平台。此研究在实现氯化

4、血红素低浓度检测(检测限为O．64nmol·L‘1)的同时，说明石墨烯功能化的适体传感器不仅可以检测pI不同的蛋白，还适用于其它生物分子的检测。关键词：石墨烯，适体，溶菌酶，凝血酶，氯化血红素AbstractTraditionally,theestablishmentofthebiomolecularresearchtechniquescommonlyusesantibodiesastherecognitionelements，butthismethodisconsn．ainedbythecumbersomepreparationofantibodyanditsinsta

5、bility．Aptamerscanbindtoawidevarietyofbiomoleculeswithhighselectivityandhighaffinityincomparedtoantibodies．Also，aptamerswiththeadvantagesofrelativelyeasyproduction，multiplepossibilitiesofmodification，highstabilityhavebeenwidelyusedtodeveloDelectrochemicalbiosensorsinthefieldofbioanalysis．

6、Graphene(GR)，asanovelkindofnanomatefial，isexpectedtobeusedinaptamer-basedsensingduetoitsuniquephysicochemicalpropertiesandfascinatingtwo．dimensionalnaIlostmcnlre．Inthispaper,whenelectrochemicalmethodWasusedasthedeterminationtechnique．threetypesofgraphenefunctionalelectrochemicalaptasensor

7、weredevelopedduetotheexcellentperformanceofthegrapheneandaptamers．Themaincontentandresultsarelistedasfollowing：1．Grapheneoxide(GO)Wasimmobilizedonthesurfaceofglassvcarbonelectrode(GCE)andtheconversionofGOtoGRWasperformedviachemicalreaction·Ramanspectra,ATR—FTIRspect