基于铜基金属有机框架的液栅型石墨烯晶体管高灵敏检测葡萄糖

作者：陶甜; 叶嵩; 马明宇; 高难; 蔡志伟; 刘旭; 常钢; 何云斌

来源：CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY, 2021, 1-13.

DOI：10.19756/j.issn.0253-3820.201594

• 金属有机框架
• 铜
• 液栅型石墨烯晶体管
• 葡萄糖
• 无酶传感
• 无创检测

将金属有机框架（Metal-organic frameworks， MOFs）材料的电催化活性和液栅型石墨烯晶体管（Solution-gated graphene transistor， SGGT）的信号放大作用结合，构建了一种新型SGGT无酶葡萄糖传感器。以均苯三甲酸（BTC）为有机配体，采用溶剂热法合成铜基MOF材料（Cu-BTC），利用Nafion膜将Cu-BTC材料固定到玻碳电极上， 并作为栅极，以单层石墨烯作为晶体管沟道。此传感器的传感机理是基于葡萄糖在修饰有Cu-BTC的栅电极上发生电化学反应，引起了施加于SGGT的有效栅电压的变化，从而改变了沟道载流子浓度和沟道电流。由于Cu-BTC对葡萄糖良好的电催化活性及SGGT的高灵敏度，Cu-BTC修饰的SGGT传感器对葡萄糖表现出优异的传感性能，线性范围为1 nmol/L～40 mmol/L，检出限低至1 nmol/L，优于大多数传统葡萄糖检测方法。同时，此传感器对汗液和血液中主要成分（如尿素、乳酸、多巴胺、抗坏血酸、尿酸等）表现出较好的抗干扰性能，在长期重复实验中表现出良好的稳定性，并成功应用于人体汗液中葡萄糖检测。Cu-BTC修饰的SGGT传感器有望应用于糖尿病治疗和临床监测中的葡萄糖无酶无创检测。

• 单位
  湖北大学