鄭德論 張銳龍 陳鍵僑

摘要：石墨烯（GR）是一種單原子碳納米材料，具有獨(dú)特的二維共軛平面結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出優(yōu)越的化學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能。氧化石墨烯（GO）是制備石墨烯的前驅(qū)體，類似于石墨烯的二維結(jié)構(gòu)，GO表面含大量的含氧官能團(tuán)，具有良好的水溶分散性，GO通過化學(xué)還原方法可以得到導(dǎo)電性良好的GR材料。將GR材料與其他功能材料進(jìn)行復(fù)合，可進(jìn)一步改善復(fù)合物的物理和化學(xué)性能，如可分散性、可加工性和電催化活性等。綜述了GR（包括GO）與碳納米材料、金屬納米粒子、金屬氧化物、非金屬單質(zhì)、聚合物或其他功能生物分子材料結(jié)合后，得到復(fù)合功能修飾材料用于構(gòu)建高性能電化學(xué)生物傳感器。探究了復(fù)合制備材料的納米結(jié)構(gòu)特征、功能結(jié)構(gòu)作用對于提高傳感器的電催化和電化學(xué)選擇性能等方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：石墨烯（GR）;氧化石墨烯（GO）;功能修飾;電化學(xué);分析性能

中圖分類號：TH145.1+3? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）07-0005-06

Abstract： Graphene （GR）， as a kind of monatomic carbon nanomaterial， which has a unique two-dimensional conjugate planar structure and shows excellent chemical， mechanical， thermal and electrical properties. Graphene oxide （GO） is a precursor of graphene， which similar to the two-dimensional structure of graphene. GO surface containing a large number of oxygen-containing functional groups，resulting has a good water-soluble dispersion. The good conductivity of GR materials can be obtained by the chemical reduction method of GO. The graphene materials compositing with other functional materials would further improve the complex physical and chemical properties， such as dispersibility， workability and electrocatalytic activity. The fabricated high performance electrochemical biosensors by combining graphene （including GO） with carbon nanomaterials， metallic nanoparticles， metal oxides， non-metallic， polymers or other functional biomolecule materials to form the composite functional modified materials were reviewed. The nanostructural features of the composite material were explored and the application of its functional structure for improving the electrocatalytic and electrochemical selectivity of the sensor was also discussed.

Key words： graphene（GR）; graphene oxide（GO）; functional modification; electrochemistry; analysis performance

石墨烯（GR）是一種無限延伸的二維（2D）碳晶體，碳原子的組裝排列類似蜂窩狀的六角邊晶格結(jié)構(gòu)[1，2]。目前，GR的概念已擴(kuò)展到由一系列石墨材料組成，包括一個(gè)或多個(gè)石墨烯片層和大量的sp2雜化碳缺陷結(jié)構(gòu)，并具有表面多孔的特點(diǎn)[3]。GR表現(xiàn)出各種優(yōu)越的特殊屬性，包括大的比表面積、高的透亮度、強(qiáng)的電場效應(yīng)、良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電屬性、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和延展性能等[4]。GR已廣泛應(yīng)用于電子觸摸屏、超級電容器、燃料電池、 生物傳感器、透明導(dǎo)電薄膜和相關(guān)電子元器件等領(lǐng)域[3，5，6]。

GR的制備一般以石墨為原料，主要方法有機(jī)械剝離法、化學(xué)合成法、電化學(xué)還原方法、化學(xué)氣相沉積法（CVD）和SiC裂解法等[7-11]。在這些方法中，化學(xué)機(jī)械剝離法是制備GR的主要方法，可以產(chǎn)生大量適合進(jìn)一步功能化的分子結(jié)構(gòu)。氧化石墨烯（GO）作為制備GR的前驅(qū)體，擁有豐富的表面缺陷和大量的含氧官能團(tuán)（如環(huán)氧基團(tuán)、羧基和羥基等），這不僅可以作為電化學(xué)過程中的催化活性中心，還可以為共價(jià)或非共價(jià)功能化作用提供活性位點(diǎn)[12]。然而，這樣破壞了石墨本體的sp2鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致GO變?yōu)榻^緣體材料。因此，需要對GO進(jìn)行還原脫氧處理，如熱學(xué)、化學(xué)或電化學(xué)還原方法等以恢復(fù)原始石墨烯的各種屬性[13]。

功能性材料通常認(rèn)為具有特定的本質(zhì)屬性及其特殊的功能作用。功能材料存在于所有類型的材料之中，包括金屬單質(zhì)、金屬氧化物納米粒子、聚合物分子、有機(jī)物和生物分子材料等。這些功能材料或功能生物分子常用于化學(xué)修飾電極的制備，可以提高傳感界面的電學(xué)催活性或生物功能作用。GR材料盡管表現(xiàn)出多種優(yōu)異的化學(xué)或物理性能，但單一組分的GR在實(shí)際應(yīng)用中仍有一定的局限性[14]。GR與其他功能材料結(jié)合形成的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，可以很好地協(xié)調(diào)各組分之間的物理和化學(xué)性能，使復(fù)合物材料呈現(xiàn)多種功能性作用[15-19]。例如，GR的水溶劑性能夠提高其分散性，有利于增強(qiáng)制備電極的成膜效應(yīng);修飾上聚電解質(zhì)化合物可以大大提高帶相反電荷物質(zhì)的吸附能力;與金屬納米粒子結(jié)合（NPs）可以提高其對特定生物小分子的選擇性催化性能;結(jié)合生物識別元素可以幫助捕獲目標(biāo)分析物并協(xié)助信號轉(zhuǎn)換功能;與透明塑料的集成可制備成可穿戴的光敏電化學(xué)傳感器等。

作為一種有前景的電極制備材料，石墨烯復(fù)合物在傳感界面上表現(xiàn)出諸多優(yōu)點(diǎn)，如良好的穩(wěn)定性、低的過電位、寬的化學(xué)窗口和顯著的催化活性，特別有利于設(shè)計(jì)高性能的電化學(xué)傳感器或生物傳感器[12，20，21]。電化學(xué)檢測技術(shù)通常有循環(huán)伏安法（CV）、方波伏安法（SWV）、差分脈沖伏安法（DPV）、電化學(xué)阻抗譜法（EIS）、電流-時(shí)間測量法（IT）和電化學(xué)發(fā)光法（ECL）等，由于操作簡單、成本低廉和環(huán)境污染少，被廣泛用于提高傳感界面的分析靈敏度[3，22-27]。本研究綜述了GR與其他納米材料、聚合物材料、生物分子材料等結(jié)合形成的復(fù)合功能性材料作為修飾界面，構(gòu)筑出不同類型的電化學(xué)生物傳感器，結(jié)合以上電化學(xué)檢測方法實(shí)現(xiàn)對葡萄糖分子、H2O2分子、DNA生物分子、有機(jī)生物分子以及重金屬Hg2+ 的高性能檢測，并闡明了石墨烯復(fù)合修飾物的結(jié)構(gòu)特征及其功能性作用在目標(biāo)分析物中的重要應(yīng)用途徑。

1? GR和GO的分析性能及應(yīng)用

1.1? 對葡萄糖和H2O2的檢測

Wang等[28]通過電流置換反應(yīng)和熱還原氧化石墨烯（rGO）方法制備出兩種金屬Ag/Pt納米粒子與rGO雜化形成的復(fù)合材料。SEM、TEM、XRD、EDXS（能量色散X射線光譜）和FTIR（傅里葉紅外光譜）表征方法用于對復(fù)合物的形貌表征和組分分析。圖譜分析結(jié)果表明，熱還原法能高效率制備出石墨烯膜層中穩(wěn)定的空心型Ag/Pt納米粒子結(jié)構(gòu)，其中Pt、Ag原子的百分比分別為60%和40%。循環(huán)伏安法（CV）測量表明，rGO復(fù)合物修飾電極可以直接檢測葡萄糖，并具有較高的電催化活性。葡萄糖在Ag/Pt-rGO上的理想測量電流響應(yīng)靈敏度為129.32 A/mm·cm2， 信號響應(yīng)時(shí)間少于3 s，獲得較低的檢出限為1.81 μmol/L。此外，該復(fù)合材料制備的非酶葡萄糖生物傳感器也顯示出良好的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，因而可應(yīng)用于實(shí)際樣品中葡萄糖含量的快速、準(zhǔn)確測定。

GR與金屬半導(dǎo)體納米復(fù)合材料的雜化共軛結(jié)構(gòu)，具有大的比表面積和卓越的電氣/電催特性，可以提高制備傳感器的檢測靈敏度。Krishna等[29]合成了一種還原氧化石墨烯和鎳納米顆粒（rGO-Ni NPs）的雜化共軛物，將該復(fù)合物進(jìn)一步沉積在玻碳電極（GCE）上，作為殼聚糖和葡萄糖氧化酶的復(fù)合納米膜層。SEM用于分析膜層的表面形態(tài)，CV和EIS電化學(xué)方法表征制備傳感器的電流響應(yīng)信號，結(jié)果表明，在低電位下，石墨烯復(fù)合物修飾界面對亞毫摩爾的葡萄糖濃度具有高的檢測靈敏度（達(dá)到129 μA/cm2·mmol/L）和良好的線性檢測范圍。該項(xiàng)研究內(nèi)容可應(yīng)用于開發(fā)檢測人體血液樣本中的低血糖含量，以及無創(chuàng)測定某些體液如唾液或眼淚的血糖含量。

Ren等[30]通過采用多巴胺作為氮源和還原劑，將嵌段共聚物P123（聚乙烯-聚丙二醇）作為孔隙成膜劑，GO作為碳前驅(qū)體，制備出一種新型氮摻雜多孔石墨烯/Pt納米花材料（Pt/N-PGR）。TEM表征圖譜顯示，樹枝狀的Pt納米花均勻分散在氮摻雜的多孔石墨烯上。XPS（X射線光電子能譜）分析結(jié)果表明，PGR復(fù)合制備材料表面存在C、O、N和Pt元素。電化學(xué)試驗(yàn)顯示，Pt/N-PGR/GCE修飾電極提高了對H2O2還原和葡萄糖氧化的電催化活性，H2O2和葡萄糖的線性檢測范圍分別為0.5～40326 μmol/L和0.5～133.5 mmol/L，并獲得較低的檢測限達(dá)到0.2 μmol/L和0.05 mmol/L?？垢蓴_和選擇性試驗(yàn)研究進(jìn)一步表明，制備的PGR復(fù)合材料修飾界面可應(yīng)用于構(gòu)建高性能的葡萄糖生物傳感器。

Zhou等[31]制備一種溫度感應(yīng)生物傳感復(fù)合膜，該膜層由塊狀共聚物N-異丙基-b-丙烯酰胺基甲基苯甲酸酯（PNIPAM-b-PAAE），GO和血紅蛋白（Hb）組成PGH，膜層優(yōu)良的微環(huán)境可以促進(jìn)Hb在GCE電極上發(fā)生電子轉(zhuǎn)移。電化學(xué)CV法圖譜（圖1）表明，Hb在復(fù)合膜層（PGH）修飾GCE電極上有一對明顯的氧化還原峰，顯示出對H2O2內(nèi)在的電催化活性。復(fù)合膜對H2O2可調(diào)控的催化活性可以通過溫度變化來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)超過較低的臨界溶解溫度32 ℃時(shí)，GO復(fù)合膜修飾電極對H2O2的線性檢測濃度范圍為0.1～3.7 μmol/L;當(dāng)溫度低于30 ℃時(shí)，其濃度檢測范圍改變?yōu)?.2～3.7 μmol/L。這種現(xiàn)象可歸因于PNIPAM-bPAAE的溫度依賴性相變和與GO的協(xié)同作用。

Mani等[32]采用簡單的溶液制備方法合成出還原氧化石墨烯、多壁碳納米管、鉑納米顆粒和肌紅蛋白的復(fù)合納米材料（rGO-MWCNT-Pt/Mb），應(yīng)用于對過氧化氫（H2O2）和亞硝酸鹽（NO2-）的直接電化學(xué)傳感分析。SEM 形貌表征可觀察到rGO復(fù)合物的納米多孔表面上覆蓋有大量的Mb分子，顯示出復(fù)合材料修飾界面大的表面積和良好的親和力有利于Mb的固載或吸附。CV法圖譜表明，Mb在rGO-MWCNT-Pt/Mb復(fù)合材料界面上有一對明顯的氧化還原峰。對于檢測H2O2，觀察到兩個(gè)線性濃度范圍，分別為10 pmol/L～0.19 nmol/L和0.25 nmol/L～2.24 mmol/L。制備傳感器還獲得較低的檢測限（LOD）為6 pmol/L，該數(shù)據(jù)是目前H2O2的最低檢測限之一。對NO2檢測，得到一種寬的線性范圍濃度為1～12 mmol/L。上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，RGO復(fù)合物修飾材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感界面具有高靈敏度的分析特征，是H2O2檢測的可行性手段之一。

1.2? 對DNA生物分子的檢測

Yola等[33]開發(fā)一種2-氨基乙硫醇（AET）與Fe包覆Au納米粒子進(jìn)行功能化修飾的GO復(fù)合材料。TEM、XRD和X射線光電子能譜方法用于表征復(fù)合物的形貌結(jié)構(gòu)和元素組成。圖譜分析結(jié)果表明，通過利用2-AET上的硫基，GO被功能化修飾上殼核型Fe-Au雙金屬納米顆粒，AuNPs對巰基官能團(tuán)具有很高的結(jié)合親和力。反射紅外吸收光譜法（RAIRS）表征Au納米顆粒與巰基之間的相互作用，證實(shí)了Fe@AuNps-AETGO復(fù)合物已經(jīng)形成。將ss-DNA單鏈探被固定到GO復(fù)合納米材料上面，以甲基藍(lán)41（BB41）作為電化學(xué)指示劑，方波伏安法（SWV）檢測DNA探針與互補(bǔ)鏈DNA的雜交形成過程，試驗(yàn)結(jié)果顯示BB41峰電流與互補(bǔ)濃度的對數(shù)呈線性關(guān)系。與其他文獻(xiàn)報(bào)道作比較，該DNA生物傳感器還獲得了較低的檢測限為2.0×10-15 mol/L，表現(xiàn)出較高的檢測靈敏度。將ssDNA-Fe@AuNPs-AETGO功能界面進(jìn)一步應(yīng)用于對單堿基、雙堿基和三堿基錯(cuò)配DNA序列進(jìn)行分析，GO復(fù)合修飾材料具有良好的選擇性識別能力。

Huang等[34]將GR與Au納米棒和聚硫堇的復(fù)合物（G/AuNR/PT）修飾到玻碳電極表面（GCE），制備出一種無酶和無標(biāo)記超靈敏檢測人乳頭瘤病毒（HPV）的電化學(xué)DNA生物傳感器。該項(xiàng)工作設(shè)計(jì)了兩種輔助探針，用于遠(yuǎn)程自組裝DNA納米結(jié)構(gòu)。EIS和DPV電化學(xué)測量試驗(yàn)結(jié)果表明，GR可以增加電極比表面積，協(xié)同提高G/Au NR/PT/GCE修飾界面的電子傳遞能力，結(jié)合DNA的自組裝納米結(jié)構(gòu)功能，能夠多重放大HPV DNA的電化學(xué)響應(yīng)信號，從而大大增強(qiáng)了制備傳感器的檢測靈敏度，檢測限值達(dá)到4.03×10-14 mol/L。采用不同方法對該試驗(yàn)過程進(jìn)行優(yōu)化后，也可以應(yīng)用于對復(fù)雜人群血清樣品中的HPV DNA檢測。

Zhang等[35]設(shè)計(jì)出一種利用聚乙烯亞胺（PEI）還原氧化石墨烯（rGO）和空心金納米粒子（HAuNPs）作為信號放大基質(zhì)，萄糖氧化酶（GOx）作為識別元素構(gòu)建的電化學(xué)發(fā)光（ECL）伴刀豆球蛋白A（ConA）生物傳感器。SEM形貌表征明顯觀察到空心球型的AuNPs吸附在PEI-rGO表面。傳感器的主要制備原理過程：首先，有豐富氨基官能團(tuán)的rGO被固載到玻碳修飾電極上，用于吸附HAuNPs粒子增強(qiáng)ECL信號。接著，GOx通過Au與-NH2之間的相互作用力組裝到修飾電極表面。當(dāng)有葡萄糖（Glucose）存在時(shí)，GOx催化葡萄糖產(chǎn)生H2O2，ECL信號源得到聯(lián)合加強(qiáng)。當(dāng)ConA存在時(shí)，制備電極的響應(yīng)信號降低，從而實(shí)現(xiàn)對ConA的檢測。ConA的濃度對數(shù)與ECL信號強(qiáng)度呈線性關(guān)系，線性檢測范圍為1.0～20 ng/mL，并獲得一個(gè)較低的檢測限為0.31 ng/mL。此結(jié)果比之前報(bào)道ConA的低濃度檢測限值提高了1 000倍，表明PEI/rGO復(fù)合修飾材料制備傳感器具有極佳的檢測靈敏度。

1.3? 對有機(jī)生物分子的檢測

Rani等[36]采用一種簡單的化學(xué)合成方法，獲得片層石墨烯與Fe3O4納米粒子的復(fù)合物（Fe3O4/rGO），應(yīng)用Fe3O4/rGO作為傳感膜層界面電化學(xué)檢測多巴胺（DA）。制備出的復(fù)合物形貌表征顯示，F(xiàn)e3O4的納米結(jié)構(gòu)類似綻放出6個(gè)對稱分布的花瓣（圖2），即便是在rGO存在的條件下，F(xiàn)e3O4的立方反尖晶石結(jié)構(gòu)形貌、大小及組分都沒有發(fā)生改變。電化學(xué)試驗(yàn)研究表明，rGO修飾納米結(jié)構(gòu)復(fù)合物對DA具有顯著的催化活性，DA的氧化測量電流響應(yīng)時(shí)間為5 s，寬的線性檢測濃度范圍為0.010～0.270 mmol/L，并獲得一個(gè)高的靈敏度檢測單位為19.75 mA/mmol/L·cm2。選擇性試驗(yàn)表明，即使有其他干擾物質(zhì)如AP、UA、HA等存在條件下，制備傳感器變亦能顯示出對DA優(yōu)越的識別能力。對人體尿液樣本DA的精確度檢測進(jìn)一步說明制備的復(fù)合物納米功能材料具有實(shí)際應(yīng)用性能。

Sun等[37]利用氟磺酸（Nafion）良好的成膜性可以有效固載蛋白質(zhì)分子，通過電共沉積方法將肌紅蛋白（Mb），海藻酸鈉（SA）和Fe3O4-graphene（Fe3O4-GR）的復(fù)合物修飾到碳離子液體電極（CILE）上，得到一種Mb-SA-Fe3O4-GR/CILE復(fù)合材料電化學(xué)傳感界面。SEM表征圖譜（圖3）可以看到，F(xiàn)e3O4-GR復(fù)合物納米尺寸的粒子形貌，Mb-SA-Fe3O4-GR在CILE電極表面可得到均勻一致的復(fù)合膜層，這有利于增強(qiáng)制備傳感器的穩(wěn)定性能。紅外光譜（FT-IR）和紫外可見吸收光譜（UV-vis）表征證實(shí)，Mb后可以保留原有結(jié)構(gòu)被固定在SA-Fe3O4-GR復(fù)合膜層上。電化學(xué)循環(huán)伏安法（CV）圖譜顯示，修飾電極上有一雙對稱的氧化還原峰曲線，說明Mb在制備電極上實(shí)現(xiàn)了直接的電子轉(zhuǎn)移，電子轉(zhuǎn)移數(shù)（n），電荷轉(zhuǎn)移系數(shù)（a）和電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)（ks）分別為每秒0.982、0.357和0.234。這可歸結(jié)為Fe3O4-GR復(fù)合物優(yōu)異的電催化性能，SA良好的生物相容性以及SA和Fe3O4-GR結(jié)合的協(xié)同提高效應(yīng)。該修飾材料制備電極對三氯乙酸（TCA）具有較寬的線性檢測濃度范圍（1.4～119.4 mmol/L）。

1.4? 對重金屬Hg2+的檢測

Peng等[38]合成一種三維還原氧化石墨烯（3D-rGO）與等離子聚丙胺基（PPG）的納米復(fù)合材料，制備出高靈敏度的DNA生物傳感器，用于檢測重金屬Hg2+離子。其制備原理為：①標(biāo)記上Hg2+的DNA鏈及其含有的豐富T堿基（胸腺嘧啶），與3D-rGO@PPG納米復(fù)合物上大量的氨基官能團(tuán)通過強(qiáng)烈的靜電相互作用，被固定于傳感修飾界面上。②DNA與檢測離子Hg2+形成T-Hg2+-T的化學(xué)結(jié)合作用，并轉(zhuǎn)化為電化學(xué)響應(yīng)信號，從而實(shí)現(xiàn)對Hg2+的傳感分析。電化學(xué)測量結(jié)果表明，3D-rGO復(fù)合修飾膜層作為傳感界面對Hg2+顯示出高的靈敏度，線性檢測范圍為0.1～200 nmol/L，檢測限值達(dá)到0.02 nmol/L，并具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。選擇性試驗(yàn)表明制備傳感器可以消除其他金屬離子對Hg2+檢測的干擾。該復(fù)合材料可進(jìn)一步應(yīng)用于對水環(huán)境中重金屬離子的檢測。

Zhuo等[39]基于核苷酸與二茂鐵-石墨烯（Fc-GN）納米片層之間的π-π相互作用，制備出一種電化學(xué)發(fā)光方法（ECL）對Hg2+檢測的生物傳感界面。構(gòu)建原理及主要過程見圖4， 將單鏈DNA（ssDNA）探針組裝到修飾上Ru（bpy）32+和金納米粒子（GNPs）的玻碳電極（GCE）表面，由于GR與核苷酸之間強(qiáng)的作用，ssDNA探針能夠強(qiáng)烈吸附GR，當(dāng)存在Hg2+時(shí)，DNA構(gòu)象的單鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p鏈結(jié)構(gòu)，抑制了對GN的吸附。最后，以ssDNA作為探針指示劑、Fc-GN復(fù)合物作為Ru（bpy）32+的電化學(xué)發(fā)光淬滅裝置，當(dāng)Fc-GN離開Ru（bpy）32+時(shí)，淬滅效率發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)對Hg2+的檢測。該傳感制備界面對不同濃度的Hg2+具有高靈敏的響應(yīng)信號，檢測限達(dá)到18 pmol/L，應(yīng)用于對自然水中的Hg2+檢測，表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性能。

2? 結(jié)論與展望

本研究綜述了以GR復(fù)合物修飾材料作為傳感界面，采用電化學(xué)或電化學(xué)發(fā)光方法檢測多種生物分子如DNA、H2O2、葡萄糖、DA以及重金屬離子Hg2+等的研究進(jìn)展。研究表明，GR復(fù)合修飾材料具有以下功能性特點(diǎn)：納米尺度的空間結(jié)構(gòu)、豐富的表面缺陷、大量的含氧官能團(tuán)、功能分子的目標(biāo)選擇、活性位點(diǎn)的催化效應(yīng)和協(xié)同放大的電化學(xué)信號等?；诖耍珿R復(fù)合修飾界面提高了電化學(xué)檢測的靈敏度和選擇性識別能力， 拓寬了線性檢測范圍并降低了檢測限，傳感器的電化學(xué)穩(wěn)定性也得到進(jìn)一步增強(qiáng)。但是，GR功能修飾材料在電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域仍待深入研究以下問題[40-45]：①GR復(fù)合物的納米尺寸、功能結(jié)構(gòu)以及成分組成如何進(jìn)行更加有效的調(diào)控和優(yōu)化，以使其電化學(xué)檢測性能得到最大程度的發(fā)揮;②GR復(fù)合物各組分之間的協(xié)同催化機(jī)理及其對目標(biāo)檢測物的影響與聯(lián)系;③功能生物分子在GR復(fù)合材料界面上的組裝模式與提高檢測性能的最佳選擇途徑;④二維、三維GR材料復(fù)合其他納米粒子或功能分子的微結(jié)構(gòu)形成過程，包括比表面積、多孔構(gòu)型等，對反應(yīng)動力學(xué)和選擇性的重要影響作用;⑤GR功能修飾材料制備電極的重現(xiàn)性、再生性和抗干擾能力與提高其電化學(xué)檢測性能的有機(jī)統(tǒng)一等。隨著對GR復(fù)合功能材料的深入研究，將賦予其更多豐富的功能化作用，構(gòu)建協(xié)同發(fā)揮的電化學(xué)傳感平臺，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對多種目標(biāo)物的高性能分析與檢測。

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