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lark001

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[資源] 高性能無酶生物傳感復(fù)合材料的綠色合成獲進(jìn)展

可用于生物傳感的材料必須具備如下條件：響應(yīng)靈敏；很好的穩(wěn)定性；比較大的檢測范圍以及較低檢測限；對被檢測物質(zhì)具有較好的選擇性。過氧化氫不僅是一類含活性氧物質(zhì)，也是生物體內(nèi)許多酶（包括葡萄糖氧化酶、膽固醇氧化酶、尿酸、醇氧化酶、半乳糖氧化酶、肌氨酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶等）氧化后的副產(chǎn)物，因此發(fā)展一種有效的生物傳感器用于檢測過氧化氫顯得十分重要。在生物傳感器中，無酶的生物傳感價(jià)格低廉并且具有較好的穩(wěn)定性能，因此制備一種同時(shí)具有較低的檢測限和較寬的線性檢測范圍的無酶生物傳感器具有重大的意義。

考慮到石墨烯具有非常大的比表面積、良好的導(dǎo)電性能及很好的化學(xué)穩(wěn)定性，在超敏生物傳感器中有很大的應(yīng)用前景；另外，貴金屬納米粒子具有很好的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)及催化活性，中科院過程工程研究所科研人員在材料設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用綠色光電催化劑雜多酸（[PW12O40]3- (PW12)）同時(shí)作為還原劑、包覆劑與橋接劑，制備石墨烯上負(fù)載金納米粒子的三元復(fù)合材料，并研究了它們作為過氧化氫無酶生物傳感器的應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)最近曾首次報(bào)道過采用PW12同時(shí)作為還原劑、包覆劑與橋接劑制備碳納米管上修飾貴金屬納米粒子的三元復(fù)合材料，并發(fā)現(xiàn)它們具有很好的光電催化活性（J. Mater. Chem. 2011, 21, 2282；Carbon 2011, 49, 1906；J. Mater. Chem. 2011, 21, 14917）。最新研究在此工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制備了金納米粒子、雜多酸與石墨烯的三元雜合材料。通過調(diào)節(jié)雜多酸與金屬離子的濃度，可以制備石墨烯上不同金負(fù)載率的復(fù)合材料。透射電鏡分析發(fā)現(xiàn)，石墨烯表面附著的金納米粒子分散均勻并且顆粒大小很均一。XRD、XPS與拉曼光譜分析進(jìn)一步證明了研究團(tuán)隊(duì)制備出了相應(yīng)的三元雜合材料。

本反應(yīng)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是避免了有機(jī)模板分子與表面活性劑的引入，能有效的增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性與電催化活性。研究發(fā)現(xiàn)，此三元材料對過氧化氫的無酶生物傳感檢測限達(dá)到1.33×10-6 M，線性檢測范圍為 5.0×10-6-1.8×10-2 M，同時(shí)滿足具有較低的檢測限和較寬的線性檢測范圍，是目前報(bào)道的含金的過氧化氫無酶生物傳感器中最好的材料。通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，此材料的優(yōu)異催化性能主要來源于金納米粒子與石墨烯的協(xié)同作用。

該研究得到了中科院過程工程研究所百人計(jì)劃與國家自然科學(xué)基金（21071146，51002155）的資助。相關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在Small（2012, 8, 1398-1406）上，得到審稿人的高度評價(jià)。

論文鏈接
http://onlinelibrary.wiley.com/d ... .201102298/abstract

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