基于（類）石墨烯與聚苯胺及其衍生物的DNA傳感器界面.pdf

1、（類）石墨烯基導(dǎo)電聚合物憑借其良好的導(dǎo)電能力和獨(dú)特的官能團(tuán)引起了科研工作者們的廣泛興趣。本論文以（類）石墨烯為支撐材料，在它表面上化學(xué)聚合苯胺或其衍生物單體，制備了三種納米復(fù)合材料，并基于所得材料進(jìn)行了一系列的電化學(xué)傳感研究。具體工作可以被劃分為以下三點(diǎn):
　　(1)采用氧化石墨烯(GNO)作為支撐材料，制備得到了不同形貌的聚苯胺-氧化石墨烯(PANI-GNO)納米復(fù)合材料，并將它們在DNA傳感中的電化學(xué)行為進(jìn)行了比較。由于在聚苯

2、胺(PANI)的成核以及生長過程中，GNO作為一種良好的支撐或模板存在，因此我們成功地得到了石墨烯基的聚苯胺納米結(jié)構(gòu)。倘若不存在GNO，那么就會得到自由結(jié)合的PANI納米線。此外，冰浴條件下不同的反應(yīng)時(shí)間制備得到的PANI-GNO納米復(fù)合材料的形貌明顯不同，其中包括小牛角狀(5和12h)、垂直陣列(18h)、納米尖端(24h)。也就是說，我們可以通過改變冰浴條件下的反應(yīng)時(shí)間來控制PANI-GNO納米復(fù)合材料的形貌。而且，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于

3、不同形貌PANI-GNO納米復(fù)合材料構(gòu)建的DNA電化學(xué)傳感器，具有不同的ssDNA表面覆蓋量以及雜交效率。與其它形貌的PANI-GNO納米復(fù)合材料（5，12和24h）相比，垂直陣列(18h)展現(xiàn)出最佳的檢測限(2.08×10-16M)。這可以歸因于這種納米復(fù)合材料具有更大的比表面積和更多的有效空間，可以為探針DNA(pDNA)的固定以及雜交檢測提供最佳的平衡。
　　(2)采用GNO、苯胺(AM)和氨基苯磺酸(ABSA)單體作為初始

4、材料，通過改變復(fù)合材料的制備條件（如成分、單體組成(ANI與ABSA的摩爾比率)、反應(yīng)時(shí)間），從而制備了一系列的納米復(fù)合材料，并將它們用于DNA電化學(xué)傳感對比。納米復(fù)合材料的自身信號被用于評估復(fù)合材料的制備條件對于pDNA固定以及雜交檢測的影響。然后，我們發(fā)現(xiàn)與其它兩個(gè)影響因素相比，ANI與ABSA的摩爾比率對于雜交效率的影響更大。同時(shí)，我們使用亞甲基藍(lán)(MB）作為外部指示劑進(jìn)行一系列的平行實(shí)驗(yàn)，也得出了同樣的結(jié)論。此外，我們還對不同摩

5、爾比率制備的磺酸化聚苯胺-氧化石墨烯(SPAN-GNO)納米復(fù)合材料修飾電極的靈敏度進(jìn)行了相關(guān)測定。與其它摩爾比率制備的SPAN-GNO納米復(fù)合材料相比，2∶3展現(xiàn)出最大的線性檢測范圍1.0×10-14～1.0×10-6M以及最佳的檢測限3.06×10-15M。
　　(3)通過簡單的超聲剝離得到薄層二硫化鉬(MoS2)，然后在其表面上氧化聚合ANI單體，從而制備得到了聚苯胺-二硫化鉬(PANI-MoS2)納米復(fù)合材料。眾所周知，導(dǎo)

6、電聚合物，例如PANI，憑借其自身信號可以作為直接傳感器，不需要借助任何的標(biāo)記物或指示劑。而且，MoS2不僅可以作為一個(gè)良好的導(dǎo)電骨架為PANI的氧化還原提供較大的電催化活性面積，而且也可以為PANI氧化還原過程中電子交換提供直接路徑。因此，與單一的PANI或MoS2相比，PANI與MoS2的復(fù)合物展現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能，并且可以作為一種優(yōu)秀的候選者用于免標(biāo)記、直接電化學(xué)DNA傳感。采用復(fù)合材料的自身信號作為檢測信號，我們進(jìn)行了一系列實(shí)