毕业论文课题相关文献综述

文献综述

1前言

电化学生物传感器是将生物活性材料（敏感元件）与电化学换能器（即电化学电极）结合起来组成的生物传感器。当电化学池中溶液的化学成分变化时，电极上流过的电流或电极表面与溶液的电势的变化就可以获取溶液成分或相应的化学反应的变化信息。电化学生物传感器主要分为生物分子识别元件和信号转换元件两部分。生物分子识别元件由具有分子识别功能的生物敏感膜(如酶、微生物、组织、抗体抗原、核酸和细胞等)组成[1]，用于检测样品中是否含有待测物质。识别元件检测到的信号进一步由信号转换元件转换为可测量的电化学信号。

石墨烯具有高的机械强度、较大的比表面积、较高的导电性以及低廉的制备成本，使得石墨烯成为纳米粒子的潜在载体。而石墨烯及其复合材料在电化学传感器中的应用，也引起了人们研究的热潮。基于石墨烯及其复合材料的电化学传感器中应用具有以下优势：电化学电位窗口宽、比表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递速率快、生物相容性好以及能减少表面污染影响。

利用酶催化反应的高度专一性与电化学信号检测的高灵敏度相结合的生物传感技术在近些年得到了迅速发展。在酶促反应生物传感器的研制中，研究新型酶固定技术，以维持酶的高生物活性并延长传感器的使用寿命一直是热门研究课题。传统的酶固定方法主要包括共价键合和非共价法(包埋和吸附)，然而，这些固定技术在酶的稳定性、活性保持及传感器使用寿命等方面仍面临许多问题。纳米材料具有优异的化学和物理性能，有利于提高敏感分子的吸附能力，并能提高生化反应的速度，因此被广泛用于生物传感器表面吸附层的制作。纳米金(nano-Au)由于其独特的光学、电学及物理化学性质，能与某些生物组分强烈相互作用，并有效地维持其生物活性，在生物分析领域获得了广泛应用。

纳米铁氧体材料具有独特的性能[2~4],可用作磁记录材料、吸波材料、磁流体、磁致冷材料和生物医学材料等。但磁性纳米颗粒极易团聚,这使其独特性质的利用受到限制。将磁性纳米颗粒分散在某种基体中制成纳米铁氧体复合材料可有效地减少团聚,有助于颗粒的分散和稳定[5～7]。从而很好地用于传感器的研究。非晶硅的多孔结构为纳米颗粒提供了晶核位置,可使团聚最小化。近年来,磁性纳米颗粒分散在SiO2基体中构成的纳米复合材料由于呈现出许多重要的性质而备受关注[8,9]。

2石墨烯

2.1石墨烯的性质

石墨烯是由单层sp2杂化碳原子紧密堆积成的六方晶格结构[10,11],具有优异的导电性[12]、高的室温电荷迁移率[13]和机械强度[14],以及大的比表面积[15]。此外,石墨烯还具有优异的电化学性能,如:电化学窗口宽、电荷传递电阻小、电催化活性高和电子转移速率快等。因此,石墨烯是一种理想的新型电极修饰材料。

2.2石墨烯/纳米金复合物修饰玻碳电极