中國(guó)粉體網(wǎng)訊  檢測(cè)是產(chǎn)品質(zhì)量安全把關(guān)的關(guān)鍵，檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)劣決定檢測(cè)結(jié)果的好壞。在日常現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，電化學(xué)傳感器通常是一次性使用的，因而傳感器的材料成本決定檢測(cè)成本。尋找低成本、高吞吐量和可擴(kuò)展的傳感器材料是降低檢測(cè)成本的關(guān)鍵。

隨著材料技術(shù)的發(fā)展，石墨烯等碳納米材料因其獨(dú)特材料特性，如高導(dǎo)電性、比表面積大和生物相容性等，成為改善電化學(xué)傳感器性能的潛力選擇。然而基于化學(xué)氣相沉積技術(shù)的傳統(tǒng)石墨烯器件產(chǎn)量受限，對(duì)一次性電化學(xué)檢測(cè)應(yīng)用而言過于昂貴，此外噴墨打印等低成本替代品對(duì)電極幾何形狀沒有足夠的控制，無法實(shí)現(xiàn)良好的電化學(xué)傳感器性能。

探索新工藝成為實(shí)現(xiàn)石墨烯電化學(xué)傳感器普及應(yīng)用的關(guān)鍵。近日，美國(guó)愛荷華州立大學(xué)的研究人員通過高分辨（線寬～40μm）氣溶膠噴射印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)石墨烯生物傳感器的低成本制造。

在該項(xiàng)目中，石墨烯電極以氣溶膠方式印刷在柔性聚合物上，通過將組胺抗體與石墨烯化學(xué)結(jié)合而轉(zhuǎn)變?yōu)榻M胺傳感器，抗體特異性結(jié)合組胺分子，組胺會(huì)阻止電子轉(zhuǎn)移并增加電阻，而電阻變化可由傳感器測(cè)量和記錄。該工藝制備的石墨烯電化學(xué)傳感器能檢測(cè)的組胺范圍為6.25-200ppm，檢測(cè)限低至3.41 ppm。（檢測(cè)物為金槍魚肉湯）

據(jù)悉，此類組胺傳感器不僅適用于魚類，它還可以檢測(cè)沙門氏菌，癌癥或禽流感等動(dòng)物疾病。此外，通過切換與打印傳感器相連的抗體，還可推廣到各種傳感應(yīng)用，如環(huán)境毒素檢測(cè)、食源性病原體檢測(cè)、可穿戴健康監(jiān)測(cè)和健康診斷等。

該項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部、空軍研究實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院提供支持。目前這項(xiàng)新型組胺和細(xì)胞因子傳感器技術(shù)正等待專利許可。

AJP石墨烯生物傳感器的制備和生物功能化方案

a)在聚酰亞胺(Kapton®)薄片上以IDE模式噴印石墨烯；

b)熱退火處理以增加印刷石墨烯表面的含氧物質(zhì)；

c)通過碳二亞胺交聯(lián)化學(xué)方法固定化IDE上的組胺抗體；

d)限制IDE未功能化區(qū)域，緩沖液防止生物傳感過程非特異性吸附；

e)組胺結(jié)合IDE在電化學(xué)生物感應(yīng)產(chǎn)生奈奎斯特電位圖。

石墨烯生物傳感器細(xì)節(jié)圖

參考文獻(xiàn)鏈接：

http://dx.doi.org/10.1088/2053-1583/ab8919

http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b22183

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）

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