基于纳米四氧化三铁/壳聚糖/石墨烯纳米复合膜修饰的乙酰胆碱酯酶生物传感器检测毒死蜱农药

研究了一种采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)、壳聚糖(Chit)和石墨烯纳米材料(GR)复合膜修饰的乙酰胆碱酯酶(ACh E)生物传感器(NF-ACh E/Chit-Fe3O4/GR/GCE)用于毒死蜱农药的检测。该修饰电极的纳米复合膜结合了纳米四氧化三铁独特的吸附和生物相容性、壳聚糖优异的粘合性能以及石墨烯纳米材料大的比表面积和高的电子传递性能的优点,为乙酰胆碱酯酶提供一个良好的结合界面。通过循环伏安法、交流阻抗谱和方波伏安法研究发现新型修饰电极的电化学性能得到较大提高。在最优检测条件下,方波伏安法测定发现农药的抑制率与毒死蜱浓度在0.05μg/L~4.5μg/L范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数0.997,最低检出限为0.02μg/L(S/N=3)。将该新型生物传感器用于检测蔬菜样品中毒死蜱的含量,表现出良好的稳定性和优异的检测精度。     

基于多壁碳纳米管修饰四氧化三钴传感器检测白菜中杀螟硫磷

目的 基于多壁碳纳米管修饰四氧化三钴(Co3O4@MWCNTs)纳米复合物,成功构建了一种用于白菜样品中快速检测杀螟硫磷的电化学传感器。方法 将以醋酸钴水合物为钴源,而采用简便水热法制备的四氧化三钴纳米颗粒与多壁碳纳米管复合成Co3O4@MWCNTs纳米材料,以Co3O4@MWCNTs纳米复合物修饰的玻碳电极(GCE)为工作电极,利用循环伏安法(CV)研究了杀螟硫磷在修饰电极界面的电化学行为;并通过逐步优化支持电解质的PH值、复合材料质量比等检测条件。结果 实验结果表明,Co3O4@MWCNTs/GCE改性电极能够实现对杀螟硫磷的灵敏检测。在最优条件下,该传感器的线性浓度范围为1.0×10-5~1.4×10-4 mol/L,R2=0.991,检出限为7.8×10-8 mol/L(S/N=3);并成功用于实际白菜样品中杀螟硫磷的加标回收实验,回收率为93.7%~97.6%。结论 Co3O4和MWCNTs复合后制备的传感器不仅可以选择性识别杀螟硫磷,达到快速检测目标物的需求。而且,其电化学性能也得到了明显的提升,展现出较高的灵敏度,表明该传感器在现场检测中具有非常大的应用潜力。     

基于还原氧化石墨烯的电化学适配体传感器对黄曲霉毒素M1的检测

本实验基于还原氧化石墨烯（RGO）构建了一种用于黄曲霉毒素M₁（AFM₁）检测的电化学适配体传感器。采用红枣汁还原氧化石墨烯（GO）制备RGO,RGO通过滴涂法修饰在玻碳电极（GCE）表面,利用电沉积法将纳米金修饰在RGO/GCE上,AFM₁的适配体（Apt）通过Au-S键固定在AuNPs/RGO/GCE电极表面用于靶标AFM₁的捕获。当AFM₁存在时,AFM₁与适配体特异性结合形成AFM₁-Apt复合物,该复合物阻碍了电子的传递,导致电化学信号减弱。对RGO的制备条件进行优化,利用差示脉冲伏安法（DPV）监测电极表面的电化学信号,并对不同类型的毒素（黄曲霉毒素B₁、黄曲霉毒素B₂、赭曲霉毒素A和伏马毒素B₁）、不同浓度的AFM₁（1×10?7~5×10?4 ng/mL）以及羊乳样品进行检测以确定电化学适配体传感器的特异性、灵敏性和实用性。结果表明,GO:红枣汁=2:1（V:V）,pH=11时所制备的RGO的导电能力最强。传感器的电信号与AFM₁浓度的对数呈线性关系,检测范围为1×10?7~5×10?4 ng/mL,检测限为3.3×10?5 pg/mL,同时所建立的方法仅对AFM₁的检测有响应,而对干扰毒素无响应,说明电化学适配体传感器的特异性良好。使用建立的AFM₁电化学适配体传感器对羊奶中的AFM₁含量进行测定,发现所构建的传感器具有很高的灵敏性和良好的选择性,有望应用于食品工业中真菌毒素的快速、准确检测当中。     

基于石墨烯的电化学传感器在食品安全检测中的应用

作为碳家族的新成员,石墨烯自从其发现就吸引了科研工作者的关注。石墨烯的广泛应用得益于其独特的物理化学性能。电化学传感器作为一种新的检测工具,具有制备简单、响应速度快、灵敏度高及成本低等优点,广泛应用于食品安全领域。本文介绍了石墨烯的特性和合成方法,并分四类介绍了基于石墨烯材料的电化学传感器在食品安全检测方面的应用,对石墨烯在电化学传感器领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

四氧化三铁/还原氧化石墨烯合成及其在有机磷农药检测中应用研究

本文采用一步溶剂热法合成了基于石墨烯的磁性纳米复合物(石墨烯/四氧化三铁,G-Fe3O4),并作为一种有效的吸附剂应用于环境样品中一些有机磷农药(二嗪农,甲基对硫磷,甲基嘧啶磷,水胺硫磷和喹硫磷)的分离富集,气相色谱检测分析。该方法集石墨烯的高吸附量和Fe3O4易回收于一体,能避免传统固相萃取方法(如离心和过滤)的时间耗损。本文考察了不同的实验参数对磁性纳米复合物萃取效率的影响,主要包括复合物的量、萃取时间、离子强度以及解吸条件。最佳萃取条件为:复合物量为20mg;萃取时间为15min;Na Cl浓度为0.5%;洗脱溶剂为乙腈以及洗脱剂的量为1.5m L。在最优条件下,该方法的线性相关系数在0.9985~0.9996之间,五种有机磷的检测限LOD在0.0002~0.009ng/m L之间,连续5次重复操作所得相对标准偏差RSD为3.2%~7.8%,结果表明该磁性固相萃取吸附剂在农药的富集分离中有很好的应用前景。     

基于石墨烯及其衍生物的电化学传感器在食品检测中的研究进展

电化学传感器具有成本低、灵敏度高、选择性好、效率高等优势,已被广泛应用于食品分析检测领域,石墨烯比表面积大、电化学窗口宽、电子迁移速率快,已成为构建电化学传感器的理想材料。本文检索了近3年WebofScience英文数据库和中国知网中文数据库发表的有关石墨烯电化学传感器在食品检测中的研究,综述了石墨烯及其衍生物材料的特性和制备方法,分类介绍基于石墨烯材料构建电化学传感器在食品分析检测中的研究进展,在此基础上分别从优化掺杂材料、研究电极材料与被测物作用机制、设计制造电极材料等方面对石墨烯电化学传感器在食品分析检测领域的未来应用进行展望,为石墨烯电化学传感器在食品检测领域中的发展提供参考。     

还原氧化石墨烯分子印迹传感器的研制及其在磺胺间甲氧嘧啶检测中的应用

目的 建立一种印迹电化学传感器快速测定磺胺间甲氧嘧啶的方法。方法 以磺胺间甲氧嘧啶为目标分子, 在弱碱性条件下, 利用多巴胺在还原氧化石墨烯(reduced grapheme oxide, rGO)修饰后的玻碳电极上自聚制得分子印迹聚合膜。采取循环伏安法和差分脉冲伏安法分别对印迹膜的传感性能进行综合研究。结果 在最佳的优化条件下, 磺胺间甲氧嘧啶在20~1600 nmol/L的浓度范围内与峰电流具有良好线性关系, 相关系数r2=0.9964, 检出限为6.7 nmol/L (S/N=3)。实际样品测定的加标回收率为92.4%~108.3%。结论 该方法准确、灵敏, 适合于实际样品中磺胺间甲氧嘧啶残留的测定。     

基于石墨烯-酪氨酸酶-壳聚糖快速检测BPA电化学酶传感器的研究与应用

为了实现双酚A的快速痕量检测,研究制备了一种基于石墨烯的电化学生物传感器。本文通过化学还原法制备了石墨烯,并利用透射电镜(TEM),选区电子衍射(SAED)对其结构和形貌进行表征。将石墨烯,酪氨酸酶及壳聚糖按照一定优化比例混合,构建了石墨烯-酪氨酸酶-壳聚糖修饰电极(GR-Tyr-CS/GCE),循环伏安法表明该修饰电极具有良好的电化学特征。在0.1 mol/L的磷酸盐缓冲盐溶液(PBS,p H7.0)中,采用电流-时间法测得该传感器对双酚A的响应范围宽,且检测线低,其检测线性范围为7.5×10-8~2.5×10-6mol/L,相关系数R2=0.996,检出限为2.18×10-8 mol/L(S/N=3)。由稳定性,重现性及抗干扰性试验结果表明,该酶传感器具有良好的稳定性、重现性及选择专一性,本研究为实际样品中BPA残留提供了灵敏、快速、简便的检测方法。     

氧化石墨烯修饰玻碳电极快速检测香菇中多菌灵

制备了氧化石墨烯修饰玻碳电极,并用电化学阻抗谱对修饰电极进行表征。利用循环伏安法研究了多菌灵的电化学行为,用差分脉冲伏安法对香菇中多菌灵的含量进行了测定。实验结果表明,多菌灵在修饰电极上出现了一个不可逆氧化峰,多菌灵浓度在1～100μmol/L范围内,差分脉冲伏安法的氧化峰电流与多菌灵浓度呈现良好的线性关系,检出限为0.5μmol/L。该方法简便、快捷、灵敏度高,可用于检测香菇中多菌灵含量。     

石墨烯复合材料在电化学检测食品中亚硝酸盐的研究进展

亚硝酸盐是一种常见的食品添加剂,过量的亚硝酸盐可与人体内的氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物,因此对亚硝酸盐的检测极其必要。与其他传统检测方法相比,电化学法具有仪器简单、操作方便、分析快速和灵敏度高等优点。石墨烯具有电化学窗口宽、电化学稳定性好、电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性,故石墨烯及其复合材料是用于检测亚硝酸盐电化学传感器的理想电极修饰材料。石墨烯与其他功能材料复合能进一步改善其可分散与可加工性能,提高修饰电极的电催化活性和检测选择性。本文综述了纳米金属粒子/石墨烯、金属复合物/石墨烯、纳米金属氧化物粒子/石墨烯、高分子纳米材料/石墨烯、非金属纳米材料/石墨烯等复合石墨烯材料修饰电极在电化学法检测亚硝酸盐方面的研究进展,并重点阐述了相关设计思路与电极反应机理,深入分析比较了不同复合材料修饰电化学传感器的检测效果,从而说明采用基于石墨烯复合材料修饰电极电化学检测亚硝酸盐更具优势。最后讨论了石墨烯复合材料修饰电极的不足,展望了其在食品中亚硝酸盐检测的应用前景和未来发展方向。     

氧化石墨烯/二氧化铈-镍铝-层状双金属氢氧化物复合材料制备L-半胱氨酸传感器

采用尿素水解法一步制备氧化石墨烯/二氧化铈掺杂的镍铝层状双金属氢氧化物复合材料（graphene oxide/CeO2-NiAl-layered double hydroxide composite,GO/CeO2-NiAl-LDHs）。采用红外光谱、X-晶体衍射、场发射扫描电子显微镜和电化学技术表征了材料的结构和性能。GO/CeO2-NiAl-LDHs为层状结构,具有良好的电化学活性。利用GO/CeO2-NiAl-LDHs修饰充蜡石墨电极制备了L-半胱氨酸（Cys）传感器,Cys的氧化峰电流和其在3×10－7～1×10－6 mol/L的浓度范围内,呈良好的线性关系,该传感器可用于实际样品中Cys的检测。     

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料的阻抗型电化学适配体传感器检测铜绿假单胞菌

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料制备电化学阻抗传感器检测铜绿假单胞菌。采用电化学沉积的方法将氧化石墨烯/碳纳米管修饰在电极表面,并将氧化石墨烯电化学还原。随后将纳米金沉积在电极表面,最后将巯基修饰的铜绿假单胞菌适配体通过金硫共价键结合在纳米金表面,制成工作电极。用扫描电镜观察合成的还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金材料的形貌。用循环伏安法对组装电极的每一步进行电化学表征。当铜绿假单胞菌在适配体修饰的电极表面孵育后,适配体会将目标菌捕获在电极表面,阻碍电极表面电子传输,导致阻值上升,根据电阻变化值可实现对目标菌的定量检测,检测线性范围为10～106 CFU/mL,检出限可达4 CFU/mL,本实验方法是已知的检测铜绿假单胞菌灵敏度最高的电化学方法。     

聚嘧啶/石墨烯复合材料修饰电极同时测定日落黄和酒石黄

采用液相剥离法制备石墨烯纳米片悬浮液,将其直接滴涂于玻碳电极表面,制备石墨烯修饰电极,再采用电沉积法制得聚嘧啶/石墨烯复合膜修饰电极。采用扫描电子显微镜对该修饰电极的表面形貌进行表征;采用循环伏安法和方波伏安法探究日落黄和酒石黄在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,该复合膜修饰电极对两种合成色素均表现出良好的电催化性能。在优化实验条件下,日落黄和酒石黄同时被检测,线性检测范围分别为0.002~2?mol/L和0.003~6?mol/L,检测限分别为0.5 nmol/L和0.9 nmol/L。该方法可用于食品中日落黄和酒石黄的同时测定。     

基于纳米金/石墨烯修饰的超灵敏己二烯雌酚电化学生物传感器

利用纳米金/石墨烯复合纳米材料以及己二烯雌酚小分子修饰电极,研制了一种新型的超灵敏己二烯雌酚复合纳米电化学生物传感器;制备了己二烯雌酚抗原和多克隆抗体;并以K3Fe(CN)6为探针,利用己二烯雌酚抗体与半抗原之间的竞争反应实现了对己二烯雌酚的超灵敏电化学免疫检测。结果表明：纳米金/石墨烯复合纳米材料具有优异的增敏性和可修饰性。研制的复合纳米电化学生物传感器具有很高的检测灵敏度,己二烯雌酚质量浓度在1～6 000 ng/mL的范围有良好的线性关系,检测限可达到0.05 ng/mL;传感器修饰己二烯雌酚小分子具有简单、重复性和稳定性好的优点。对猪肉、鸭肉、牛肉以及奶粉实际样品进行了己二烯雌酚含量的分析,平均回收率在96.5%～103.7%之间,结果令人满意。     

血红蛋白/纳米金-还原氧化石墨烯复合物修饰电极对食品中亚硝酸盐的快速电化学传感检测

本文利用牛血红蛋白(hemoglobin,Hb)与纳米金-还原氧化石墨烯(gold nanoparticles-reduced Graphene Oxide,Au NPs-r GO)结合修饰的玻碳电极对亚硝酸盐进行检测,通过血红蛋白对亚硝酸根(NO2-)进行还原得到高铁血红蛋白和NO3-所产生的直接电子转移信号来对NO2-进行定性和定量的检测。将Au NPs-r GO复合物修饰在玻碳电极表面,干燥后再将Hb修饰上去形成Hb/Au NPs-r GO/GCE传感器,在上述修饰的电极上涂上80μL浓度为0.5%的Nafion,干燥后形成Nafion膜,即形成Nafion/Hb/Au NPs-r GO/GCE传感器。通过研究发现,该电极对亚硝酸盐进行循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)检测时有良好的选择性和灵敏度,且具有较宽的线性检测范围:0.5μM~100μM,峰电流与硝酸盐浓度符合线性方程:IP=0.0369C(NO2-)+0.2245(R=0.9918),最低检测限为0.1μM,该方法简单、快速、灵敏,可用于环境和食品中的亚硝酸盐的检测。     

Unraveling the Potential of Innovative Eco-friendly Thermoplastic Starch/SEBS-g-MA/Graphene Oxide Bionanocomposites

The increasing focus on bionanocomposites as environmentally friendly solutions for sustainable applications forms the crux of this study. This study explores the influence of incorporating 2% graphene oxide (GO) on the mechanical and thermal characteristics of blends containing glycerol plasticized thermoplastic starch (TPS) and polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene-graft-maleic anhydride (SEBS-g-MA), based matrix films through a solution casting method. Starch is successfully obtained from three varied sources: corn, cassava, and potato, with confirmation via fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) analysis. The authors formulate and examine varying proportions of TPS/SEBS-g-MA (ranging from 10 to 50 wt.%), focusing on their biodegradability, and find that a 10 wt.% SEBS-g-MA concentration yields optimal degradation rates, thus this is kept constant. The bionanocomposite films are probed using techniques such as FTIR, XRD, mechanical strength testing, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), water absorption, and biodegradability studies. These results indicate that GO incorporation results in a robust hydrogen bonding network within the cassava starch-based bionanocomposite films, enhancing their mechanical strength while decreasing their moisture absorption. Upgraded thermal properties of these films are also evident from the results. Consequently, these materials show promising utility, particularly in the realm of food packaging.     

水性聚氨酯/氧化石墨烯复合材料的研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),超声剥离得到氧化石墨烯(GOs)。采用TEM、FT-IR和XRD表征了形貌与结构,表明制备的GOs剥离比较完全,稳定性较好。将GOs与水性聚氨酯(WPU)共混,正交试验法研究结果表明:GOs的含量对WPU/GOs复合材料耐水性的影响最大,而共混温度对力学性能的影响最大。     

氧化石墨烯紫外吸收适配体传感器对链霉素残留的高灵敏检测

目的：根据核酸适配体对氧化石墨烯（graphene oxide,GO）水溶液聚集的保护作用,建立高灵敏和特异性检测链霉素（streptomycin,STR）残留的适配体传感器。方法：在GO饱和水溶液中,STR核酸适配体可通过疏水键和π-π键作用在GO分子表面从而促进其分散,当STR进入体系后,适配体与STR结合并脱离GO,导致GO分散性降低而聚集,离心后在230?nm波长测定上清液吸光度,建立STR质量浓度的对数lgCSTR与GO吸光度之间的线性关系,进而实现对STR的定量检测。结果：在优化的实验条件下,GO吸光度随着STR质量浓度的增大而降低,且与STR质量浓度的对数在0.002?4～240?ng/mL范围内呈良好的线性关系,线性方程为A=－0.105?73lgCSTR＋0.471 5（R2=0.994）,检出限为0.001?3?ng/mL;同时,对不同来源的蜂蜜实际样品做加标回收率实验,回收率分别为89.3%～108.1%和94.7%～110%。结论：本研究建立的基于氧化石墨烯紫外吸收信号的适配体传感器用于STR残留检测,具有良好重复性和稳定性,可用于STR残留的快速、高灵敏检测。     

石墨烯/离子液体修饰丝网印刷电极检测药品中芦丁的含量

研究了一种采用N-辛基吡啶六氟硝磷酸盐(n-octylpyridinum hexafluorophosphate,OPFP)离子液体为电极粘合剂和石墨烯(graphene,GR)纳米材料为电极表面修饰剂的新型丝网印刷电极(GR-ILSPE),用于检测药品中芦丁的含量。该新型电极结合了丝网印刷电极制作成本的低廉,离子液体在室温下优良的离子导电性、粘合性和电化学稳定性,以及石墨烯大的比表面积、高的电子传递和强的催化性能,极大的提高了电极的实用价值和电化学性能。并通过循环伏安法、阻抗谱和差脉冲伏安法等电化学方法研究了芦丁在GR-ILSPE的电化学行为,优化了检测参数。在最佳检测条件下,芦丁的浓度在5×10-8~5.5×10-6 mol/L与其对应的氧化峰电流呈现良好的线性关系,检测下限为2.5×10-8 mol/L,线性回归方程为I(μA)=1.01C(μmol/L)-0.024,线性相关系数0.999。将该新型的丝网印刷电极用于检测药片中芦丁的含量,表现出良好的选择性和高的稳定性。