基于石墨烯电化学生物传感器的研究进展

石墨烯具有优良的光电性能和机械性能,是制备电化学生物传感器的绝佳材料。但单质石墨烯易发生卷曲、团聚以及层间堆叠,不利于在传感器中的应用。为此研究人员采取许多措施对石墨烯进行改性,从而得到石墨烯衍生物或石墨烯复合材料,并最终将其应用到电化学生物传感器的制备中。本文简要介绍了石墨烯的功能化方法及在电化学生物传感器中的应用优势,重点综述了基于石墨烯材料的电化学生物传感器,包括免疫传感器、酶传感器、生物小分子传感器、适配体传感器和DNA传感器的最新研究成果,比较分析并总结了各类传感器的优势和不足,展望了其未来的发展前景。     

石墨烯/壳聚糖电化学生物传感器研究进展

石墨烯/壳聚糖是一种无机碳纳米材料和生物多糖结合在一起的新型复合材料,既有石墨烯的导电性好、化学性能稳定等特点,又兼具壳聚糖的生物官能性。主要介绍了基于石墨烯/壳聚糖材料构建的电化学生物传感器近年来在环境污染物、医学检验、食品的检测中的应用。     

基于石墨烯电化学传感器的研究进展

石墨烯由于其独特的性质,在生物及化学检测中的应用日益增多,介绍了石墨烯和功能化石墨烯的性质,着重介绍了近几年基于石墨烯材料的电化学传感器的应用,如各种离子传感器、气体传感器和生物传感器的研究进展及在环境监测、医疗诊断、食品安全等方面的应用,并对石墨烯材料在电化学领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

石墨烯基电化学生物传感器检测环境中过氧化氢的研究进展

石墨烯由于其优良的化学、电子、结构和生物兼容等特性,近年来在传感领域得到广泛应用。过氧化氢是活性氧类物质的一种,在大气环境、水环境中广泛存在,由于其具有强氧化性,被广泛用于工业、环境和医疗等领域,且影响人体健康。主要介绍了基于石墨烯复合材料构建的电化学生物传感器对环境中过氧化氢的检测。     

基于碳纳米管复合物的电化学生物传感器研究进展

新型碳纳米管复合物的开发及其在电化学生物传感器中的应用是近年来材料学和分析领域的研究热点.介绍了碳纳米管复合物在电化学生物传感领域的研究发展,重点对碳纳米管与纳米颗粒、聚合物及离子液体复合材料在电化学生物传感中的应用进行了论述.     

石墨烯的改性及其在电化学检测方面的研究新进展

介绍了石墨烯的基本性质,综述了石墨烯的表面改性及其在电化学检测方面的应用,并对不同改性方法的优缺点进行了讨论,另外比较了基于石墨烯的检测手段与传统的检测手段,最后对基于石墨烯的材料在未来的发展进行了展望。     

电化学传感器在甲醛检测中的研究进展

目前甲醛的检测方式很多,其中电化学传感器方式检测甲醛灵敏性高、选择性好、操作简单、性能稳定,是甲醛快捷检测主要使用的手段。以电化学传感器检测甲醛的进展为主,综述了各类电化学传感器在甲醛检测中的应用,对比其检测的优缺点,并对应用前景进行展望。     

荧光传感器在稀土检测方面的研究进展

本文阐述了稀土元素的应用和检测现状,指出荧光传感器在稀土元素检测中具有灵敏度高、选择性好、设备简单等优点,介绍了三类荧光传感器的特点和构建原理,分析了荧光传感器在稀土检测方面的发展方向。     

功能化石墨烯材料在气体检测方面的应用研究进展

石墨烯是一种具有单原子层厚度的二维蜂窝状碳材料,由于其具有奇异的比表面积效应、光电效应和机械强度等优点,在能源、环境、军事和航天等领域得到了大量的研究。石墨烯材料的功能化可对其结构、物化性质和光电性质等方面进行有益调整,从而拓宽了其对化学物质的检测范围。主要综述了近期利用化学改性、纳米颗粒修饰和聚合物复合方法对石墨烯材料进行功能化改性的研究进展,以及功能化石墨烯材料在提高灵敏度和选择性等气体传感特性方面的应用,并对该领域存在的挑战和前景进行了展望。     

喷墨打印制备电化学生物传感器的研究进展

喷墨印刷技术是一种非接触式、工艺简单、无版数字化的印刷技术,越来越多的研究者将该技术应用到制备电化学生物传感器中,以应对电化学生物传感器因向数字化、智能化等方向发展而对其制备技术提出的更高要求。因此,在对喷墨打印技术制备电化学生物传感器原理与优劣进行分析的基础上,依据其发展历程对近年来的研究进行了总结与分析,探讨了其在制作过程中存在的主要问题,即对油墨的要求较高。寻找合适的方法解决喷墨打印金属电极的电导率问题,研究导电聚合物的浓度、层数等对成膜质量和传感器响应程度的影响及利用喷墨打印技术制备整个传感器的研究将是今后本领域的研究重点。     

基于有机薄膜晶体管与有机电化学晶体管的生物传感器研究进展

生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术,在国民经济的各个领域如食品、制药、化工、临床检验、生物医学、环境监测等方面有着重要应用。生物传感器选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低,可在复杂的体系中进行在线连续监测,特别是具有高度自动化、微型化与集成化的特点,其在近几十年获得了蓬勃而迅速的发展。在生物传感器领域,有机电子器件具有广阔的应用前景,特别是在低成本、一次性、便携、柔性弯曲等方面,有机电子器件显示出无可比拟的优势。在有机电子学领域,引起广泛关注和研究的包括有机薄膜晶体管(Organic thin film transistors,OTFTs)生物传感器和有机电化学晶体管(Organic electrochemical transistors,OECTs)生物传感器两种技术。其中,OTFTs生物传感器采用全固态薄膜制备,由于其制备工艺简单且可与传统半导体加工工艺相兼容,因而方便集成。此外,OTFTs生物传感器的检测单元多样化,不仅限于有机半导体层,其栅极和源漏电极都可用作生物检测。目前,在该生物传感器中已成功应用的高性能有源层材料有并五苯(Pentacene)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)和聚苯胺(PANI)等。研究工作包括DNA表面固定方法改进、传感器结构设计与灵敏度优化、新型扩展栅极结构等。由于大多数检测在非溶液体系中进行,其检测的便捷性和灵敏度受到了一定限制。为了解决溶液体系下的检测问题,OECTs生物传感器被提出。该传感器不仅具有工作电压低(一般小于1 V)、电化学活性强以及可在溶液环境下工作等优点,而且其沟道与栅极的距离可按需调节。OECTs生物传感器的出现为发展高灵敏、高特异性的生物分析检验方法注入了活力。目前,OECTs生物传感器已成功应用于脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)、抗原和细菌等物质的检测。虽然微流控系统的OECT传感器阵列也已成功检测葡萄糖和乳酸,但考虑到其实际制备过程以及检测环境,OECTs传感器在集成方面的发展较为困难。本文归纳了基于OTFTs和OECTs两种类型生物传感器技术及其发展现状。根据检测物质分类,本文对两种生物传感器在葡萄糖、DNA、抗体抗原、细胞、多巴胺等生物检测应用中进行了详细描述,介绍了其传感机制和检测能力。预计随着有机电子技术的发展,有机晶体管将会在生物检测方面发挥更为重要的作用。     

石墨烯材料在水处理方面的研究进展

石墨烯具有独特的结构和优异的物理、化学性能,其作为水处理材料的应用前景值得期待。本文介绍了石墨烯、氧化石墨烯及还原氧化石墨烯材料与水处理相关的主要性能,对石墨烯及其衍生物吸附重金属离子及有机物的研究及进展进行了综述,分析了相关的研究机理及主要影响因素;对各种石墨烯复合材料在水处理方面的研究逐一进行了介绍,包括磁性及非磁性石墨烯复合材料、石墨烯光催化复合材料;最后对该研究领域存在的问题及面临的挑战进行了分析,并对该领域研究发展趋势进行了展望。     

光电化学传感器及其在生物分析中的应用研究进展

光电化学传感器是近年来发展起来的一种基于化学或生物识别过程的分析设备,因具有响应快速、灵敏度高、设备简单、价格低廉且易于微型化等优点,在生命分析和环境分析等领域受到了广泛关注。首先介绍了光电化学传感器的基本原理、分类及用于构建该类传感器的光电活性纳米材料,在此基础上进一步综述了光电化学传感器在生物分析中的应用,如用于DNA检测、免疫传感及酶分析等。     

石墨烯传感器的研究进展

论述了石墨烯电化学和生物传感器的研究进展,包括石墨烯的直接电化学基础、石墨烯对生物小分子(Hydrogen peroxide,NADH,dopamine,etc.)的电催化活性、石墨烯酶传感器、基于石墨烯薄膜和石墨烯纳米带的实用气体传感器(可检测O2、CO和NO2)、石墨烯DNA传感器和石墨烯医药传感器(可用于检测扑热息痛)。     

纳米金在电化学生物传感器中的应用研究进展

近年来,纳米技术的发展为生物传感器的研究注入了新的活力。纳米金由于其独特的光、电学性质、良好的生物相容性、较好的稳定性等特点,可用于分子标记、检测信号放大等方面,从而可以大大改善生物传感器的检测速度、灵敏度、及稳定性。介绍了生物传感器的原理、分类及发展历程、着重阐述了纳米金在电化学生物传感器领域的应用,并对其应用前景做了展望。     

基于纳米仿生酶构建电化学生物传感器用于活性氧检测

活性氧是一类存在于人体内性质活泼的含氧物质的总称,紫外线、化学药品以及大气污染等都可以诱导人体内活性氧的产生.活性氧涉及多种生理和病理过程,是阿尔茨海默病、帕金森病、癌症等多种疾病的信号分子,活性氧浓度的检测可以预测这些疾病.但活性氧半衰期短,活细胞释放量少,因此,快速准确地检测活性氧浓度对疾病的诊断和预防至关重要.电化学生物传感器具有操作简单、响应快、成本低、易于微型化等优点,适用于实时原位检测活性氧.它作为一种重要的活性氧检测平台而受到研究者们的密切关注.传感材料是电化学生物传感器的核心部分,决定着传感器的灵敏度、响应速度、线性范围和检出限.因此,合理设计传感材料是构建高性能活性氧电化学生物传感器的重要环节.纳米仿生酶因其独特的催化活性、选择性及稳定性,近年来被广泛用于构建活性氧电化学生物传感器.作为两种典型的纳米仿生酶,普鲁士蓝和磷酸锰受到研究者的关注.其中,普鲁士蓝因具有较高的过氧化氢催化活性和选择性,被称为"人工过氧化物酶",一般用于检测过氧化氢.磷酸锰是一种独特的锰盐,可通过歧化反应从水溶液中快速去除超氧化物,一般用于检测超氧负离子.为提高上述两种纳米仿生酶的导电性、催化活性和稳定性,研究者一般将它们与高导电性材料复合,并通过调控纳米仿生酶尺寸和增加附着量等手段制备高效复合材料.本文围绕上述两种典型的纳米仿生酶(普鲁士蓝和磷酸锰),总结了其相关电化学生物传感器在活性氧检测中的研究进展.首先介绍了两种典型纳米仿生酶及其复合材料的制备方法和物化特性,然后概括了它们分别在过氧化氢和超氧负离子电化学生物传感器中的最新进展,特别是对其物化特性和检测性能的关系进行了相关分析.此外,本文还展望了上述两种纳米仿生酶的未来发展前景,对其基础研究和实际应用所面临的挑战给出了一些建议.     

石墨烯在传感器中的应用研究进展

随着石墨烯材料的发展,传感器的发展也如虎添翼。很多优异传感器的诞生也使生产生活变得更加智能可控。基于石墨烯材料论述了石墨烯电化学传感器和生物传感器的研究进展,包括石墨烯气敏传感器、石墨烯生物小分子传感器、石墨烯酶传感器、石墨烯医药传感器、石墨烯离子传感器、石墨烯湿度传感器、石墨烯应力应变传感器。最后展望了基于石墨烯光学...     

石墨烯在传感器中的应用研究进展

随着石墨烯材料的发展,传感器的发展也如虎添翼。很多优异传感器的诞生也使生产生活变得更加智能可控。基于石墨烯材料论述了石墨烯电化学传感器和生物传感器的研究进展,包括石墨烯气敏传感器、石墨烯生物小分子传感器、石墨烯酶传感器、石墨烯医药传感器、石墨烯离子传感器、石墨烯湿度传感器、石墨烯应力应变传感器。最后展望了基于石墨烯光学性能、高热导性能、力学性能和室温铁磁效应等性能的传感器研究。     

DNA电化学传感器对金属离子检测的研究进展

由于DNAzyme、T-T和C-C之间错配以及G-四链体等能与金属离子特异性结合,基于DNA与金属离子相互作用来检测金属离子的DNA电化学传感器逐渐发展起来。介绍了几种DNA电化学传感器检测金属离子的新方法,并对DNA电化学传感器对金属离子检测的发展趋势和研究方向进行了展望。