论文总字数：21968字

摘 要

本文提出了一种以石墨烯为基础的电化学传感器，比传统的传感器具有更高的灵敏度。石墨烯表面的功能化在电子表面态的精确控制中起着关键作用，功能化石墨烯（如氧化石墨烯等）可以与电极形成良好的结合，二者之间形成的界面有利于充分发挥石墨烯的自身特性以及定向排列结构的优势。通过给GO弱磁性材料施加定向磁场有助于实现其在磁场作用下的定向排列，使用这种方法制备的电化学传感器在葡萄糖浓度为2.4mM至14.4mM时体现出较好的线性关系，线性方程为y=2.17008E-6 4.71927E-7*X，相关指数R²为0.99158。这种控制能力赋予石墨烯在生物医药和生物诊断等领域很好的应用前景。

关键词：氧化石墨烯 定向排列 电化学传感器 血糖

Influence of Orientation of Two-dimensional Conductive Carrier on the Performance of Blood Sugar Sensor

Abstract

This paper proposes an electrochemical sensor based on graphene, which has higher sensitivity than traditional sensors. The functionalization of the graphene surface plays a key role in the precise control of the electronic surface state. Functionalized graphene (such as graphene oxide, etc.) can form a good combination with the electrode, and the interface formed between the two is conducive to the full use of graphene's own characteristics and advantages of orientation structure. Applying a directional magnetic field to the GO weak magnetic material helps to achieve directional alignment under the action of the magnetic field. The electrochemical sensor prepared by this method exhibits a good linear relationship when the glucose concentration is 2.4 mM to 14.4 mM. The equation is y=2.17008E-6 4.71927E-7*X, and the correlation index R² is 0.99158. This control ability gives graphene a good application prospect in the fields of biomedicine and biodiagnosis.

Keywords: Graphene Oxide；Directional Arrangement；Electrochemical Sensors；Blood Sugar；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

引言 1

1.1二维导电载体 2

1.1.1石墨烯简介 2

1.1.2石墨烯简史 3

1.1.3石墨烯的结构及其电化学 4

1.2基于石墨烯的电化学传感器 4

1.2.1修饰电化学传感器的氧化石墨烯 5

1.2.2石墨烯修饰电极在电化学传感器中的应用 5

1.2.3氧化石墨烯定向修饰电化学传感器 6

1.3酶的固定化方法 6

1.3.1非共价固定 6

1.3.2共价固定 8

1.4选题的目的、意义和研究内容 9

1.4.1选题的目的及意义 9

1.4.2选题的研究内容 9

第二章 实验部分 10

2.1试剂和仪器 10

2.1.1实验试剂 10

2.1.2实验仪器 10

2.2实验步骤 11

2.2.1PBS缓冲溶液的配制 11

2.2.2电极修饰溶液的配制 11

2.2.3GO与GOx的非共价连接 11

2.2.4萘酚溶液的配制 12

2.2.5GOx-GO定向修饰丝网印刷电极 12

2.2.6GOx-GO定向修饰的丝网印刷电极的电化学测试 12

第三章 结果与讨论 14

3.1GOx-GO定向修饰的丝网印刷电极传感器的电化学性能测试结果 14

3.2结论及展望 15

参考文献 17

致 谢 20

第一章 文献综述

引言

近年来，人们对自身健康的重视程度日益增长，尤其是在糖尿病患者占世界成年人口总数近8.8％的今天，粗略估计，全世界约有4.63亿人患有糖尿病，人们的健康挑战日趋严峻，对血糖检测的需求逐步增长。血糖浓度是人和其他动物血液中存在的葡萄糖浓度。葡萄糖是一种单糖，在70公斤体重的人的血液中始终存在大约4克葡萄糖^[1]。身体严格调节血糖水平，作为代谢稳态的一部分^[1]。葡萄糖以糖原的形式存储在骨骼肌和肝细胞中^[1]；人在禁食的过程中，血糖保持在恒定水平，但糖原在肝脏和骨骼肌中的糖原的存储却在减少^[1]。

葡萄糖是一种简单的糖，其分子式为C₆H₁₂O₆。葡萄糖是自然界中存量最丰富的单糖，是碳水化合物的一个子类别。葡萄糖主要是由植物和大多数藻类在光合作用过程中由水和二氧化碳产生的。在能量代谢中，葡萄糖是所有生物体中最重要的能量来源。用于代谢的葡萄糖部分地以聚合物的形式存储，在植物中主要以淀粉和支链淀粉的形式存储。在动物中以糖原为主。葡萄糖循环在动物的血液中成为血糖。葡萄糖的天然形式是D-葡萄糖，而L-葡萄糖合成的产物量相对较小，重要性较低。葡萄糖是含有六个碳原子和一个醛基的单糖，因此被称为醛己糖。葡萄糖分子可以以开链（无环）以及环（环状）的形式存在，后者是醛C原子和C-5羟基之间形成分子内半缩醛的分子内反应的结果。在水溶液中，两种形式均处于平衡状态，而在pH值为7时，主要以环状形式存在。它是天然存在的，并且以其游离状态在水果和植物的其他部分中发现。在动物中，葡萄糖是由糖原分解产生的。

对人体来说，在血液中保持四克左右的血糖水平（约一茶匙）对于许多组织的正常功能至关重要，而在禁食人中，人脑消耗的血糖约占全身消耗葡萄糖的60％^[1]。血糖持续升高会体现出葡萄糖的毒性，从而导致细胞功能障碍其病理为糖尿病引起的并发症^[1]。葡萄糖可以通过血液从肠道或肝脏运输到体内其他组织^[1]。细胞葡萄糖的摄取主要受胰岛素调节，胰岛素是胰腺中产生的一种激素^[1]。

请支付后下载全文，论文总字数：21968字