电化学传感器

Abstract(#br)A three-dimensional (3D) graphene incorporated electrochemical sensor was constructed for sensitive enzyme based phenol detection. To form the 3D graphene structure, polydimethylsiloxane (PDMS) micropillars were fabricated in the microchannel by using a conventional photolithography and the surface was modified with 3-aminopropyltriethoxysilane. Then, the negatively charged graphene oxide sheets were electrostatically adsorbed on the PDMS micropillar surface, and reduced in the hydrazine vapor.

能够自动、连续跟踪生物标志物水平随时间波动的生物传感器对于生物医学和环境应用中的实时传感至关重要。虽然许多电化学传感器已被开发用于快速、灵敏地监测生物标志物，但其在复杂生物流体中的传感稳定性受到蛋白质或细菌非特异性粘附的影响。最近，各种基片表面改性技术被开发出来以抵抗生物污损，但很少实现传感器中电极的功能化以防生物污损。本文报道了一种用\"类液体\"聚二甲基硅氧烷( PDMS )刷修饰的集成三电极体系( ITES )，可连续稳定地监测复杂流体中的活性氧( ROS )。基于光滑的\"类液态\"涂层，改性后的ITES表面可以防止各种液体的粘附以及蛋白质和细菌的粘附。这种“类液体”涂层不会显著影响电极检测ROS的灵敏度，而与细菌孵育3天后，其传感性能仍能保持稳定，不受细菌攻击。此外，PDMS刷修饰的ITES ( PMITES )由于减少了电极表面的细菌污染，在24 h内能够连续记录富含细菌的流体中的ROS水平，具有良好的稳定性。该技术为生物标志物的连续、实时监测提供了新的机遇，将有利于开发用于生物医学和环境应用的先进传感器。

本研究采用等离子体引发聚二甲基硅氧烷( PDMS )沉积在二氧化硅纳米通道负载的氧化铟锡电极上，制备了一种新型的直接检测粗样品中咖啡因的电化学传感器。沉积的PDMS既含有原始的疏水的PDMS低聚物，也含有氧化的亲水性PDMS低聚物。用这两种润湿性相反的PDMS修饰的纳米通道只允许咖啡因等小两亲性分子通过，而其他亲水、疏水、大分子均被排斥。该修饰纳米通道电极具有良好的屏蔽性能，具有良好的抗干扰能力和防污染能力，可直接用于茶叶、牛奶、咖啡、焦炭等实际粗制品中咖啡因的检测，无需样品前处理。此外，该修饰电极具有良好的重复性和稳定性。相比之下，这些未经处理的样品直接使用常规电极时，观察到严重的干扰。咖啡因的线性范围在50 ~ 700μmol / L之间，检出限为20 nmol / L，该传感器为特定两亲性化合物的无干扰、无污垢分析提供了一种非常简单、快速、经济有效的方法，可扩展到广泛的应用。