功能化受体修饰的金纳米线阵列电极用于离子通道传感器研究

纳米线具有大的表面积，良好的化学稳定性以及电催化性能, 是用于化学和生物传感研究的良好材料。离子通道传感器是一种生物模拟传感器，它是将功能化的受体修饰于电极表面形成受体单层，该受体单层通过模拟生物膜离子通道实现对离子和生物物质的检测。本研究将功能化的受体通过Au-S键修饰于金纳米线阵列上，构建了基于功能化受体修饰的金纳米线阵列电极的离子通道传感器。当被检测物（离子或生物物质）与修饰于金纳米线上的受体结合后，对电活性标记物产生了静电斥力或者引力作用，使得标记物渗透进入受体单层受到相应的阻碍或者促进，导致标记物与金纳米线表面之间通过受体单层的电子传递速率发生变化，根据这种变化与被检测物浓度之间的关系，采用循环伏安法和交流阻抗技术实现对离子和生物物质的检测。由于金纳米线阵列大的吸附表面积可以修饰更多数量的受体以及纳米线阵列独特的性能，有望对各种离子和生物物质实现高选择性，高灵敏甚至超灵敏的检测。

由于金纳米线阵列电极用于离子通道传感器研究的实验结果不是很理想，在国家自然科学基金（21005051）支持下，我们转而进行了基于碳材料/金属纳米颗粒复合物的多巴胺及非酶葡萄糖传感器的研究。其基本研究情况如下：.首先，采用功能化的多壁碳纳米管（MWCNTs），经过β-CD分散之后得到MWCNTs的悬浮液。之后，运用循环伏安法（CV）在玻碳电极上电沉积制备了聚鲁米诺-金纳米颗粒膜（Plu-AuNPs film）。通过简单的滴涂方法，悬浮的β-CD-MWCNTs被修饰在了Plu-AuNPs 膜表面，至此制备出了β-CD-MWCNTs/Plu-AuNPs/GCE修饰电极。循环伏安法证实了β-CD-MWCNTs可以很好的固定在修饰电极的表面并且可以和电极发生直接电子传递。实验中进一步考察了β-CD-MWCNTs/Plu-AuNPs/GCE对多巴胺的线性响应、检测限、重现性以及稳定性，抗干扰能力等性质。实验结果表明，在选定的实验条件下，该传感器在1.0×10−6～5.6×10−5 M范围内多巴胺的计时电流与其浓度具有很好的线性关系，得到的最低检测限为1.9×10−7 M（S/N=3）。抗坏血酸（AA），尿酸（UA）对DA的检测无明显干扰，表明该传感器有很好的抗干扰能力。此外，我们还利用此传感器对市售多巴胺注射液的浓度进行了检测。.另外我们还在一个非常简单的水-异丙醇体系中将平均直径为15 nm的氧化铜纳米颗粒定向生长在氧化石墨烯表面，制备得到了氧化石墨烯负载氧化铜纳米颗粒（CuO-GO）新型电化学催化剂，随后利用该催化剂制备了非酶的葡萄糖电流型传感器。传感器具有很高的电催化活性，对葡萄糖的响应时间为3.8 s，具有比较低的检测限制(0.1μM，信噪比为3)，宽的线性范围（可达2.2 mM）和高的灵敏度（369μA/mM），在碱性溶液中拥有很好的稳定性和重现性，可以很好的去除Cl–的干扰。此外，该传感器还可以避免DA，AA，UA以及碳水化合物对葡萄糖检测的干扰。此外还利用此传感器对人体血清中的葡萄糖含量进行了检测。该研究工作建立了一个简单有效的非酶葡萄糖检测平台。.在基金的支持下，我们取得了一定的研究成果。