利用石墨烯信号放大，结合分子指纹技术和电聚合技术，苯酚用作功能单体，胆固醇（ChO）用作模型分子，表面电敏聚合石墨烯修饰的玻碳电极可以识别胆固醇分子的敏感膜。立具有胆固醇分子指纹的电化学传感器。过扫描电子显微镜，循环伏安法和脉冲微分伏安法研究了印模膜的结构，性质和分子指纹效应。果表明，该传感器具有良好的选择性和对胆固醇的高灵敏度。固醇浓度为8.0×108mol / L.用于人血清样品的检测，结果令人满意。固醇（CO），也称为胆固醇，是诊断各种疾病的重要生物标志物[1]。水平的血清胆固醇的存在是许多疾病（如冠状动脉心脏疾病，心肌梗死，动脉硬化等）的主要原因，和低胆固醇也可引起hypolipoprotéinémie，贫血，败血症，营养不良，甲状腺功能亢进肝病[2]。
此，准确，灵敏和快速监测胆固醇水平对于临床分析和诊断非常重要。常用的胆固醇检测方法是光谱法[3，4]，比色法[5，6]，高效液相色谱法[7，8]，色谱质谱法高性能液体[9]和电化学方法[10，11]。中，电化学生物传感器因其高灵敏度，高选择性和实时检测而广泛用于胆固醇的检测。前关于胆固醇电化学生物传感器的研究更多地关注电极和固定化胆固醇氧化酶之间的电子转移[12，13]。而，电极的表面上的酶的固定化是有限的，因为所述酶在固定化过程中容易变性，空间位阻效应和载体材料的存在也影响酶的活性。外，酶的固定化过程很昂贵，其活性常常受pH，温度，湿度和有毒化学物质的影响[14]。
些因素将限制酶基传感器的进一步发展。生物传感器相比，用分子印迹聚合物作为检测介质改性的分子指纹电化学传感器具有制备简单，成本低，恒温阀芯使用条件受pH和pH影响的优点。度同时保持高选择性和灵敏度。的优点和直接测量先前不可能或需要预处理的样品的可能性[15，16]。
近的研究表明，引入许多新的功能性纳米材料，例如石墨烯，碳纳米管，量子点，金属纳米颗粒等，不仅可以克服印迹聚合物的缺点，还大大提高了传感器的灵敏度和选择性[17]。研究的目的是在cholestérol.Selon用于现场检测所需的生物样品和速度的复杂性，分子印迹膜通过循环伏安法的玻碳电极改性石墨烯的表面上聚合使用石墨烯扩增策略。得具有胆固醇分子指纹的电化学传感器。脉冲微分伏安法的基础上，建立了电化学胆固醇测定方法。可以快速，灵敏地测定人血清中的胆固醇。验试剂和仪器电化学工作站CHI660D（上海辰仪器有限公司），光谱仪797 VA放大器（瑞士万通），液相色谱法高性能的Agilent 1200 ZORBAXC18柱（250×4.6毫米mm，5μm）（Agilent，USA）; TG16WS离心机（常州高科仪器有限公司）。
酚，抗坏血酸（天津市光复化学研究所），石墨粉末（2〜15微米，99.9995％），尿酸（UA），胆固醇（CHO）和血清白蛋白（ALB），所有来自Alpha购买，美国，上面的试剂是直接使用。
验室水含有18.25MΩ·cm的超纯水。墨烯和修饰电极的制备氧化石墨烯根据Hummer和Offerman [18]的改进方法制备。1g石墨粉末与50g NaCl混合，溶于水中并过滤。上部固体石墨加入到23ml浓H 2 SO 4中并在室温下搅拌12小时。在冰浴中缓慢地加入6g高锰酸钾，将混合物在105℃下搅拌4小时，直到溶液的颜色变得棕黄色和100ml超纯水和10毫升加入H 2 O 2以使反应继续2小时。反应中加入150ml超纯水，将其置于透析带中并用5％HCl和水洗涤至中性pH。
得到的氧化石墨用水分散，超声处理8小时，静置过夜，将上清液离心，在40℃下真空干燥，得到氧化物。墨烯（GO）。50毫克氧化石墨烯，加入20毫升水混合，然后加入0.5毫升肼。声处理1小时后，在50℃下搅拌24小时，过滤并在真空下干燥以获得石墨烯（GRO）。石墨烯分散在超纯水中并超声处理1小时以获得均匀的悬浮液（1mg / ml）。10μl悬浮液滴施加到预处理电极的表面上，并置于红外灯下15分钟，得到石墨烯修饰电极（GRO / GCE）。改性膜电极和未转移膜修饰电极RGO / GCE的制备物置于硼砂缓冲液（0.05mol / L硼砂 0.2mol / L NaOH， pH 9.2）含有0.016mol / L苯酚和1.0mmol / L ChO。
聚合在0.2至0.8V的范围内进行，扫描速率为50mV / s，扫描40个循环以获得用酚聚合物膜改性的电极。使用前将电聚合物溶液用氮气吹扫15分钟。去电极，用超纯水洗涤吸附的分子，然后在无水乙醇中洗脱15分钟以除去模板分子，从而制备改进的分子指纹膜电极（MIP / GER / GCE）。印刷传感器（NIM / RGO / GCE）的制备与印刷传感器的制备相同，只是没有添加ChO。化学检测将三电极系统置于试验溶液中（以5.0mmol / L K3Fe（CN）6作为探针和0.1mol / L KCl作为支持电解质） 。旦背景流动稳定，就进行循环伏安法（CV）。测量差分脉冲（DPV）。中，测量条件CV：扫描范围在0.2和0.6V之间，扫描速度为100mV / s; DPV测量条件：范围和扫描速率与CV相同，电位增量为0.004 V，幅度为0.05 V，脉冲宽度为0.05 s采样宽度为0.016秒。接测量裸玻碳电极，首先将印刷和未印刷的传感器在测试溶液中孵育5分钟，然后测量，之后将测量结果放入10ml将乙醇溶液搅拌并洗脱5分钟，然后在4℃下取出。录使用。果与讨论分子印迹聚合物膜的伏安行为苯酚及其衍生物常用于制备绝缘聚合物薄膜。研究以苯酚为电聚合功能单体，胆固醇为模型分子，采用循环伏安法在0.05 mol / L硼砂溶液中制备电化学分子指纹图谱。（pH 9.2）。1A是石墨烯修饰电极的循环伏安图，扫描速率为50mV / s。图1A中可以看出，第一匝中阳极的峰值电位为0.62V，阳极的峰值电流为280μA。着扫描匝数的增加，峰值电流变得越来越小，峰值电位会消失，直到消失。果表明，随着电镀过程的进行，印刷的多酚膜永久地覆盖电极表面，并且其绝缘导致电流逐渐减小。1B是裸玻璃碳电极的电聚合图：比较图1A和1B，石墨烯的引入增加了电极的电子传输能力和比表面积，因此增加峰值电流和加宽环路。此，与裸玻璃碳电极相比，用石墨烯纳米材料改性的电极需要更多的扫描时间以用非导电印刷聚合物膜完全覆盖电极表面。子指纹膜的形态学表征通过扫描电子显微镜表征不同修饰电极的形态。2显示在电极表面上修饰的石墨烯（A）具有二维空间结构，其类似于皱纹组织;当分子印模膜位于石墨烯（B）表面时，皱纹显着减少，表面相对光滑。坦性表明，石墨烯的表面由印刷的膜覆盖：从分子印迹膜洗脱后，以除去模板分子（C），表面平滑和粗糙化和大量印刷的聚合物纳米颗粒的生产。面粗糙度的增加和纳米颗粒的形成增加了印刷聚合物膜的表面积并增加了电极在印刷分子上的吸附量，从而有利于传感器的灵敏度和选择性。脱后未印刷的膜（D）的表面仍然受石墨烯层结构的支配，并且没有出现大量印刷的聚合物纳米颗粒。~0.6 V）中，胆固醇不具有电活性。究了各种修饰电极在含有5.0mmol / L K3Fe（CN）6和0.1mol / L KCl的缓冲溶液（pH6.0）中的循环伏安行为（图3）。在图3A中可以看到的，在裸玻璃碳电极上存在一对不同的氧化还原峰（a）。石墨烯改性后，电极的氧化还原峰电流显着增加至100μA（b），表明石墨烯的存在增加了电极的电导率。旦石墨烯通过印刷的聚合物膜所覆盖，所述电极的氧化还原峰消失（c）中，表示电极的表面完全被防止氧化的致密非导电性印刷膜覆盖K3Fe（CN）探针6位于电极表面上。原反应。转移膜中的模板分子ChO被洗脱时，氧化还原峰（d）重新出现在电极上，表明在洗脱的膜中形成印刷的孔，使得电子可以到达传感器。印刷的孔与模板分子重新结合时，膜中的传质通道被阻挡，导致电极（e）上的峰值电流减小。于非印刷传感器（图3B），没有电流响应，因为在洗脱之前和之后，膜中没有可用于离子传输的通道。化电极制备和优化操作条件优化电聚合扫描圆的数量不同扫描周期（20，30，40，50，60）对电极响应性能的影响电聚合过程在图2中示出。4.含有5.0 mmol / L K3Fe（CN）的0.1 mol / L KCl中的Mol / L胆固醇（ChO）6。
差条代表n = 2的结果的标准偏差， 5当扫描圆圈数达到40圈时。
应电流.DELTA.I的值（.DELTA.I = I0-IC，I0是不CHO峰值电流，Ic为在测量系统中添加CHO之后的DPV峰值电流）达到最大;然后，随着扫描转数的增加，响应电流反而下降了。因可能是当印刷的聚合物薄膜太厚时，聚合物薄膜内的基质分子不能完全洗脱[19]，这降低了电极的响应灵敏度。此，在该实验中，电聚合扫描的数量为40.单体剂量的优化聚合过程中添加的基质/单体比率对于传感器的性能是关键的。
质和功能单体是在基质分子浓度为1.0 mmol / L的固定聚合体系中进行了改性。摩尔比（1：8，1：1）研究了功能单体用量对制备的印模传感器的影响。12，1：16，1：20，1：24）（图5）。果表明，随着功能单体用量的增加，电流传感器对5.0×10 mol / L ChO的响应先增加后减小，基质/功能单体的摩尔比达到1： 16。此，实验选择的基质和功能性单体以1:16的摩尔比加入。脱时间的优化为了获得令人满意的灵敏度和选择性，完全洗脱转移膜中的模板分子是非常重要的。虑到胆固醇更易溶于乙醇，在该实验中选择乙醇以消除转移膜的模型。
过DPV记录缓冲溶液中传感器的峰值电流，其显示峰值电流在洗脱时间延长时首次增加并且在经过的时间之后逐渐变得稳定。脱达到10分钟。了获得最高的印刷效率和检测灵敏度，洗脱时间选择为15分钟。平衡时间的测量期间将洗脱的修饰电极在5.0×10摩尔/ L CHO 1，3，5，10和15分钟的浸渍在溶液的优化，然后放置在溶液用于DPV扫描的缓冲器以记录相应的峰值电流。果表明，随着培养时间的延长，峰值电流持续下降，5分钟后，峰值电流达到最小值并稳定下来，表明胆固醇在电极上的吸附基本饱和。此，该实验的平衡时间选择为5分钟。
MIM / GERD / GCE可能的线性范围和检测极限探索MIM / GERD / GCE的实用性差分脉冲PVD的方法用于绘制该工作曲线的传感器，用于测量胆固醇。Mol / L.通过该传感器测定ChO的校准曲线由两部分组成，表明传感器的印刷膜中有两种类型的结合位点，即ChO的高亲和力，低亲和力结合位点，是非共价印迹的聚合物/膜。型分子吸附的一般特征[20]。极转移膜CHO（MIM / GCE）通过聚合相同的方法和相同的条件，线性范围和CHO检测极限的裸玻璃碳电极的表面上的方法制备的还有确定。性响应方程中加入4mol / L的线性回归方程为.DELTA.I = 2.667 0，425C（摩尔/ L）的范围内的良好的线性关系（R = 0.9969）和.DELTA.I = 4.012 0.238℃（μmol/ L）（r = 0.9987）。）。测极限（S / N = 3）为8.0×107摩尔/ L。可以看出，MIM / GERD / GCE的检测限比MIM / GCE，这表明低得多石墨烯的引入大大增加了传感器的灵敏度。文献中用于测定ChO的其他方法（表1）相比，该MIM / GER / GCE传感器以相对低的检测限，高灵敏度和令人满意的线性范围测量胆固醇。过测量5.0μmol/ L ChO缓冲溶液中的DPV传感器响应以及血清白蛋白（ALB）和酸来确定电极的选择性，再现性和稳定性。酸，可能影响人血清中ChO的剂量。（UA），葡萄糖（Glc）和抗坏血酸（Vc）中的DPV反应。图7中可以明显看出，在ChO浓度的10倍时，ADB，UA，Glc和Vc不会显着干扰ChO的测量，这表明转移膜结合位点可以选择有效胆固醇和可能的干扰不会影响胆固醇。措施有效。用相同的电极平行测量5.0μmol/ L的ChO 5次，相对标准偏差为RSD = 2.4％。用根据相同方法制备的电极测量相同的浓度。ChO（RSD = 3.0％），电极保持在4℃。周后，ChO的响应值几乎没有变化：60次后，响应值降低到约89％。始响应值，表明电极具有长寿命，以及良好的重现性和稳定性。际样品的分析将制备的传感器用于测定人血清中的ChO（由云南大学医院提供，以3000rpm离心15分钟，并在10分钟时用10μl上清液稀释。升）。2显示人血清样品的RSD <2.9％，峰回收率在99.8％和102.0％之间，表明测量结果准确可靠。了验证该传感器的结果可以通过色谱法，所述人血清样品未经稀释到4.60毫摩尔/ L [8]（正常血浆总胆固醇在高效液相色谱CHO浓度决定健康人通常不超过5.72毫摩尔）。/ L）。效液相色谱的测量结果与传感器检测结果基本一致。论使用胆固醇作为模板分子和纳米材料的石墨烯为基质，以胆固醇印迹的新型电化学传感器的被玻碳电极的表面上制备的聚合膜苯酚足迹的电聚合。果表明，石墨烯的引入不仅可以提高电子转移率，而且可以提高印刷材料与分子指纹膜结合后的比表面积。善了电流响应信号，提高了传感器的灵敏度，选择性良好，恒温阀芯血清成功应用于血清。接检测样品中的胆固醇。
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