中國粉體網訊 檢測是產品質量安全把關的關鍵，檢測設備的優劣決定檢測結果的好壞。在日常現場檢測中，電化學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成本。尋找低成本、高吞吐量和可擴展的傳感器材料是降低檢測成本的關鍵。
隨著材料技術的發展，石墨烯等碳納米材料因其獨特材料特性，如高導電性、比表面積大和生物相容性等，成為改善電化學傳感器性能的潛力選擇。然而基于化學氣相沉積技術的傳統石墨烯器件產量受限，對一次性電化學檢測應用而言過于昂貴，此外噴墨打印等低成本替代品對電極幾何形狀沒有足夠的控制，無法實現良好的電化學傳感器性能。
探索新工藝成為實現石墨烯電化學傳感器普及應用的關鍵。近日，美國愛荷華州立大學的研究人員通過高分辨（線寬～40μm）氣溶膠噴射印刷技術實現石墨烯生物傳感器的低成本制造。
在該項目中，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結合而轉變為組胺傳感器，抗體特異性結合組胺分子，組胺會阻止電子轉移并增加電阻，而電阻變化可由傳感器測量和記錄。該工藝制備的石墨烯電化學傳感器能檢測的組胺范圍為6.25-200ppm，檢測限低至3.41 ppm。（檢測物為金槍魚肉湯）
據悉，此類組胺傳感器不僅適用于魚類，它還可以檢測沙門氏菌，癌癥或禽流感等動物疾病。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用，如環境毒素檢測、食源性病原體檢測、可穿戴健康監測和健康診斷等。
該項目由美國國家科學基金會、美國農業部、空軍研究實驗室和美國國家標準與技術研究院提供支持。目前這項新型組胺和細胞因子傳感器技術正等待專利許可。
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；
c)通過碳二亞胺交聯化學方法固定化IDE上的組胺抗體；
d)限制IDE未功能化區域，緩沖液防止生物傳感過程非特異性吸附；
e)組胺結合IDE在電化學生物感應產生奈奎斯特電位圖。
石墨烯生物傳感器細節圖
參考文獻鏈接：
http://dx.doi.org/10.1088/2053-1583/ab8919
http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b22183
（中國粉體網編輯整理/江岸）
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