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石墨烯的环糊精非共价功能化及其电化学传感研究
结题报告
批准号:
21275041
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
陈金华
依托单位:
学科分类:
B0404.化学与生物传感
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱刚兵、肖春辉、刘卫、崔坤在、李桂芝、盖鹏博、张合敬、程蕊、何小丽
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中文摘要
以石墨烯氧化物为前驱物、环糊精衍生物为功能分子,采用非共价功能化方法制备环糊精非共价功能化石墨烯。利用环糊精独特的"内疏水外亲水" 结构特点和分子识别性能,赋予石墨烯在水溶液中优良的分散性能和分子识别能力;基于非共价功能化特点,在充分体现石墨烯独特的单原子层二维平面结构的同时保留其结构的完整性及其所具有的独特的物理化学性质(如高电子输运速度、大比表面积、高电化学活性),以满足电化学传感的需求;此外,基于铂等贵金属纳米颗粒优良的电催化性能,发展贵金属纳米颗粒-环糊精共功能化石墨烯,进一步改善功能化石墨烯的电化学催化性能。以与生命活动相关的小分子、环境污染物和生物分子为研究对象,发展具有高选择性、高灵敏度、响应速度快、测量范围宽等特点的石墨烯基电化学传感器。本项目所开展的石墨烯环糊精非共价功能化及其电化学传感研究,在环境污染物监测、疾病早期预警和药物研究等方面具有广阔的应用前景。
英文摘要
Taking graphene oxide as precursor of graphene, cyclodextrin derivates as functional molecules, cyclodextrin-functionalized graphene was prepared by the non-covalent functionalization method. Based on the special structure (a hydrophobic inner cavity and a hydrophilic outer surface) and molecule recognition property of cyclodextrin, the functionalization of graphene with cyclodextrin will make graphene has excellent dispersibility in aqueous solution and molecule recognition ability. Also, based on the characteristics of non-covalent functionalization,the functionalized graphene will retain and show special physicochemical properties (such as high electron transfer rate, large specific surface area and high electrochemical activity) of perfect, two-dimensional and monolayer structure. These are the desirable properties of the excellent sensing material in electrochemical sensors. Additionally, based on the excellent electrocatalytic properties of noble metal nanoparticles (such as platinum nanoparticles), the co-functionalization of graphene with noble metal nanoparticles and cyclodextrin was carried out to further improve the electrocatalytic properties of the cyclodextrin-functioalized graphene.Tkaing the life-related small molecules,environmental pollutants and biomolecules as the targets,the graphene-based electrochemical sensors with excellent properties (such as good selectivity, high sensitivity, fast response and wide response range) were developed. The obtained results will have promising applications in the monitoring of environmental pollutants, forewarning of disease at the beginning and medicine study.
本项目开展了石墨烯氧化物及石墨烯的制备研究,发展了碳纳米管氧化剥离等石墨烯制备方法,优化了相关制备条件和工艺参数,获取了高质量石墨烯氧化物及具有高电化学活性的石墨烯;开展了石墨烯等纳米碳材料的环糊精、3-氨基苯硼酸和贵金属纳米颗粒等功能化研究,改善了石墨烯等纳米碳材料在水溶液等介质中的分散性能、分子设别性能和电化学性能等;基于环糊精空腔内疏水、外亲水特点和优异的分子设别性能,以及石墨烯优异的电子传输性能,开展了基于高性能、功能化石墨烯及其氧化物的电化学传感研究,在环境污染物(1-氨基芘、双酚A等)、DNA甲基化、蛋白质等分析方面发展了一批性能优异的电化学传感平台和双信号电化学传感策略。此外,通过与DNA循环放大策略等相结合,将双信号电化学传感策略拓展到DNA(核酸适配体)基双信号电化学传感平台的设计,应用于DNA、蛋白质和环境污染物等灵敏分析,取得了较好的效果,并进一步发展了三信号电化学分析策略,为高灵敏电化学传感平台设计提供了新思路。本项目所发展的传感材料及双信号电化学传感策略在环境污染物监测、疾病早期预警和药物研究等方面具有广阔的应用前景。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Electrochemical determination of bleomycins based on dual-amplification of 4-mercaptophenyl boronic acid-capped gold nanoparticle and dopamine-capped gold nanoparticle
基于4-巯基苯基硼酸封端金纳米粒子和多巴胺封端金纳米粒子双重扩增的博莱霉素电化学测定
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Analytical Methods
影响因子:3.1
作者:Wei Liu;Xia Zhang;Xiaohua Zhang;Jinhua Chen
通讯作者:Jinhua Chen
A ratiometric electrochemical aptasensor for sensitive detection of protein based on aptamer-target-aptamer sandwich structure
基于适体-靶标-适体三明治结构的比例电化学适体传感器灵敏检测蛋白质
DOI:10.1016/j.jelechem.2014.08.034
发表时间:2014
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry
影响因子:4.5
作者:Yu Peng;Zhou Jiawan;Wu Liang;Xiong Erhu;Zhang Xiaohua;Chen Jinhua
通讯作者:Chen Jinhua
A new ratiometric electrochemical sensor for sensitive detection of bisphenol A based on poly-β-cyclodextrin/electroreduced graphene modified glassy carbon electrode
基于聚β-环糊精/电还原石墨烯修饰玻碳电极的新型比例式电化学传感器,用于灵敏检测双酚A
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry
影响因子:4.5
作者:Xia Zhang;Liang Wu;Jiawan Zhou;Xiaohua Zhang;Jinhua Chen
通讯作者:Jinhua Chen
DOI:10.1016/j.ijhydene.2015.09.021
发表时间:2015-11
期刊:International Journal of Hydrogen Energy
影响因子:7.2
作者:Li Li-Li;C. Tian;Junshuai Yang;Xiaohua Zhang;Jinhua Chen
通讯作者:Li Li-Li;C. Tian;Junshuai Yang;Xiaohua Zhang;Jinhua Chen
PtRu nanoparticles supported on nitrogen-doped polyhedral mesoporous carbons as electrocatalyst for methanol oxidation
氮掺杂多面体介孔碳负载 PtRu 纳米粒子作为甲醇氧化电催化剂
DOI:10.1088/0957-4484/25/13/135607
发表时间:2014-04
期刊:Nanotechnology
影响因子:3.5
作者:Zhang Yunsong;Zhu Rong;Cui Ying;Zhong Jindi;Zhang Xiaohua;Chen Jinhua
通讯作者:Chen Jinhua
Caspase-3活性的光电流极性转换型光电化学-高频压电双模联机实时分析
  • 批准号:
    22374035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    陈金华
  • 依托单位:
蛋白磷酸酶活性的光电化学-压电双模式免标记分析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    陈金华
  • 依托单位:
基于核酸适配体的朊蛋白电化学/压电传感研究
  • 批准号:
    21475035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    陈金华
  • 依托单位:
电化学-压电联用技术研究活性氧介导的细胞凋亡过程
  • 批准号:
    20975033
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    陈金华
  • 依托单位:
硼、氮掺杂碳纳米管电化学生物传感器的研究
  • 批准号:
    20675027
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    陈金华
  • 依托单位:
新型、高效固体聚合物燃料电池电极的研究
  • 批准号:
    50172014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    陈金华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金