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馬來西亞玻璃市大學--石墨烯電化學生物傳感器用于監測非傳染性疾病生物標記物
       石墨烯基材料,特別是氧化石墨烯和還原的氧化石墨烯被廣泛用于食品工業,環境監測和生物醫學等各種領域,以及各種類型的生物傳感裝置的開發。材料中的氧官能團豐度可發揮催化作用開發生物傳感器/電化學生物傳感器,促進連接生物識別元件,表面功能化并與微/納米生物環境兼容。在這篇綜述中,呈現了石墨烯基材料在電化學生物傳感器中的應用,包括一些先進技術(例如表面改性和分析性能)以及這類生物傳感器用于監測非傳染性疾病的研究。石墨烯基電化學生物傳感器的檢測范圍是ng/mL,在檢測NCDs時檢測范圍已達到fg/mL,顯示出更高的選擇性,靈敏度,穩定性,以及良好的重現性。

Figure 1. 石墨烯及其衍生物(氧化石墨烯和還原的氧化石墨烯)的應用領域。


Figure 2. 石墨烯,氧化石墨烯和還原的氧化石墨烯的合成策略。


Figure 3. (a)聚吡咯-還原的氧化石墨烯-金納米顆粒(PPy-RGO-AuNPs)生物復合材料修飾到玻碳電極(GCE)上過氧化氫檢測。(b)(i)絲網印刷碳電極(SPE)傳感器的示意圖和(ii)石墨烯片(GS)nafion膜修飾的工作電極用于過氧化氫檢測。(c)場效應晶體管(FET)器件上的石墨烯和與之對應的電路圖。(d)胺功能化石墨烯(f-GN)的FE-SEM圖。(e)膽固醇與膽固醇氧化酶(ChOx)之間的酶反應示意圖。


Figure 4. 2-氨基芐胺(2-ABA)功能化石墨烯在叉指電極(IDE)上的IV響應曲線(在不同濃度抗原cTnI 0.01-1 ng/mL)。(b)玻碳電極(GCE)上的石墨烯-多壁碳納米管(G-MWCNT) 在孵化前后于不同濃度cTnI-標準人類血清情況下的阻抗響應。(c)GCE上的多孔氧化石墨烯(PrGO)納米結構的循環伏安響應(CV),檢測各種濃度的人類-cTnI(0.1-10 ng / mL)。(d)絲網印刷電極(SPE)上的聚酰胺(PAMAM)聚合物修飾石墨烯量子點(GQD)的差分脈沖伏安(DPV)曲線,表現出超低檢測限和寬的檢測范圍。


Figure 5. 商業讀出設備。(a)iPhone快速診斷橫向閱讀器,(b)基于Android的橫向閱讀器,(C)Novarum閱讀器,(D)iBGstar。
      該研究工作由馬來西亞玻璃市大學M.K.Md Arshad課題組于2019年發表在Biosensors and Bioelectronics期刊上。原文:Graphene-based electrochemical biosensors for monitoring noncommunicable disease biomarkers(https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.01.047)
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