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摘 要：采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯纳米氧化锌复合膜修饰玻碳电极,再将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定.用循环伏安法在范围内研究了葡萄糖氧化酶在修饰电极上的直接电化学行为.结果表明,石墨烯纳米氧化锌复合膜能很好地保持葡萄糖氧化酶的生物活性,并显著促进了其电化学过程.在1molL磷酸盐缓冲溶液（p7）中,固定在修饰电极上的葡萄糖氧化酶呈现出一对近乎可逆的氧化还原峰,并且对葡萄糖的氧化具有良好的催化作用.葡萄糖氧化酶在修饰电极上的电子转移常数
此修饰电极具有良好的导电性能、稳定性和重现性,可用于实际样品的分析测定.
关 键 词：石墨烯；氧化锌；葡萄糖氧化酶；直接电化学；生物传感器
1引言
葡萄糖是生命体的重要物质,其在体液中的含量是反映身体状况的重要指标.尤其是对于糖尿病患者,其血糖浓度的测定是控制病情的重要手段,因此准确、快速地测定血中葡萄糖的含量极为重要.目前,测定葡萄糖的方法主要有分光光度法、电化学法、高效液相色谱法及毛细管电泳法等,这些方法大多数分析速度较慢或成本较高.电化学传感器具有灵敏度高、响应时间短、线性范围宽、成本低等优点.近年来,电化学葡萄糖生物传感器已成为研究热点之一.
目前,葡萄糖传感器多采用在电极表面修饰葡萄糖氧化酶GO,以获得高灵敏度和高选择性的电极响应.将GO固定在具有生物相容性的电极表面可发生一个相当快的电子传递反应,利用直接电子传递性质制得的生物传感器不需要向分析液中添加电子传递媒介体而对底物分子进行电化学测定.然而,GO与裸露的电极表面直接接触通常会引起蛋白质的结构与功能发生变化,并失去生物活性,使蛋白质在电极上的电子传递受到抑制；而且蛋白质的电活性中心被包埋在双螺旋结构中,不能接近电极表面,因此难以实现蛋白质与电极间的直接电子传递.
石墨烯是由一薄层包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成,其厚度仅为nm,近年来广受研究者的关注.石墨烯的特殊结构使它具有好的导电性能、机械性能,大的比表面积、合成方法简单、原料价格低以及易于修饰等优点,目前已在化学、电子、信息、能源、材料和生物医药等领域得到广泛应用.纳米氧化锌是一种宽带隙半导体,被广泛应用于太阳能电池、场发射显示器、传感器以及变阻器等领.本研究将石墨烯和纳米氧化锌结合起来,制备了GO纳米氧化锌石墨烯修饰玻碳电极GE,利用该电极研究了GO的直接电化学,并将传感器应用于葡萄糖的灵敏测定.实验结果表明,此方法具有较高的灵敏度和较宽的线性范围,传感器制备方法简单,重现性好.2实验部分
21仪器与试剂
I66A电化学工作站（上海辰华仪器公司）,三电极体系：石墨烯纳米氧化锌复合膜修饰玻碳电极为工作电极（d等于mm）,饱和甘汞电极（E）为参比电极,铂丝电极为对电极.p型酸度计（上海精科仪器公司）；82数显恒温磁力搅拌器（金坛市双捷实验仪器厂）；KQ22型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）.
石墨粉、肼（上海试剂厂）；葡萄糖氧化酶（上海晶纯试剂有限公司）；磷酸盐缓冲溶液P用1molLNa2PO和Na2PO混合溶液配制,然后用NaO及PO调节至所需p值.其它试剂均为分析纯,所用水均为二次蒸馏水.
22修饰电极的制备
石墨烯的合成参照文献：在冰浴条件下,g石墨粉缓慢加到浓2O87mL和浓NOmL的混合溶液中,然后缓慢加入gKlO到上述混合物中,在室温下搅拌8h.将混合物过滤得到氧化石墨.在8℃下干燥后,g氧化石墨在mL二次水中进行超声剥离,然后在8℃干燥后即可获得GO.GO在8℃下于用肼还原.产物过滤后,分别用水和乙醇进行洗涤,真空干燥即可得到石墨烯Gr,其扫描电镜图如图1a所示.由图1可见,石墨烯呈透明的片层结构.