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传感器与微系统（Transducerand MicrosystemTechnologies）
2018年第37卷第11期
DOI:10.13873/J.10009787 (2018)11000605
石墨烯基纳米结构新材料在非酶电化学生物传感器中的应用综述
张建斌",2，左国防1,2，王鹏1,2，雷新有1,2
（1.甘肃省高校新型分子材料设计与功能省级重点实验室，甘肃天水741000；
2.天水师范学院化学工程与技术学院，甘肃天水741000）
摘要：具有优异性能的石墨烯及其衍生物是电化学生物传感器理想的电极材料。以石墨烯纳米复合结构材料为基础的非酶电化学传感器在葡萄糖、双氧水（HO）、多巴胺（DA）、丙烯酸（AA）、尿酸（UA）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH），以及脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）等生化分子的检测中，均表现
出灵敏度高、线性范围宽、检测限低以及长期稳定性好等特点。关键词：非酶电化学生物传感器；石墨烯；纳米复合材料；进展
中图分类号：TB34；TP212
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2018)11-0006-05
Review of application of new nanostructure materials based on
graphene in nonenzymatic electrochemical biosensors
ZHANG Jian-bin'-2, ZUO Guo-fang'2, WANG Peng-2, LEI Xin-you*.2
(1.Key Laboratary for New Molecule Material Design and Function of Gansu Universities,Tianshui 7410oo,China:
2.College of Chemical Engineering and Technology,Tianshui Normal University,Tianshui 74100o,China Abstract: Due to outstanding properties , grapheme and its derivatives has been developed as an ideal candidates for electrode materials of electrochemical biosensors. Nonenzymatic electrochemical biosensor based on graphene nanostructures composite material exhibits remarkable performance with high sensitivities, wide linear ranges, low detection limits, and good long-term stabilities in detection of glucose, H, O, , DA, AA, UA, NADH, DNA and RNA.
Keywords : nonenzymatic electrochemical biosensors; graphene; nanocomposites; progress
0引言
石墨烯及其衍生物是电化学生物传感器理想的电极材料，在生物传感领域表现出巨大的应用潜力。化学还原氧化石墨烯（reducedgraphemeoxide，RGO）制备过程中表面及边缘的含氧基团增强了亲水性，易于吸附检测物分子。化学掺杂和表面功能化使其具有更好的表面性能，提高了其在介质中的分散性。金属纳米粒子、金属氧化物或导电性聚合物的介入，使石墨烯基复合材料在生物传感技术中具有更好的催化和电化学活性1]。
基于石墨烯特殊的结构和良好的电化学活性，以及可以通过T-T堆积或静电相互作用吸附各种芳环分子的能力，实现生物活性酶的有效固定，可用于葡萄糖，过氧化氢（H,O,）、多巴胺（DA）、抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH），以及脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA)等生物分子的高选择性和高灵敏检测[1.2]。但固定化酶的活性很容易受到诸如pH值、温度、化学毒性等
收稿日期：2017-07-19
因素的影响。此外，高成本，有限寿命，也限制了酶电化学生物传感器的实际应用。而非酶电化学传感器在解决这些问题方面均表现出良好的特性。
本文结合作者在此领域的工作，探讨了石墨烯基质材料在非酶电化学生物传感领域中的最新应用，以期为国内
开展相关研究提供文献参考。 1非酶电化学生物传感器
非酶电化学生物传感器的应用分为2种类型：特定酶检测，如葡萄糖和H,O，的检测；用于检测类似分析物的电化学特性，如DA，AA,UA和NADH等。石墨烯优异的电催化活性和导电性能，可以阻止金属纳米材料在传感区域聚集，已广泛用于构建各种生物小分子检测的非酶电化学生物传感器。
1.1葡萄糖检测应用
过渡金属/金属氧化物/氢氧化物，以及各种贵金属纳米粒子，对葡萄糖的电化学检测表现出优良的催化性能。
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（21465021）；甘肃省自然科学基金资助项目（1208RJZE139）