基于氧化石墨烯/碳纳米管纳米复合材料的葡萄糖与多巴胺电化学传感平台构建

为解决实时监测葡萄糖和多巴胺等关键代谢物的技术难题，研究人员设计了一种基于氧化石墨烯(GO)/碳纳米管(CNT)的纳米复合材料(Au@SH-GO-PEG/CNT)，通过共价锚定金纳米颗粒(AuNPs)并整合CNT增强电化学活性，成功构建了高灵敏度、高稳定性的非酶电化学传感器。该研究为代谢性疾病和神经系统疾病的早期诊断提供了创新解决方案。

　　

在当今医疗健康领域，实时监测葡萄糖和多巴胺等关键代谢物水平对于糖尿病和帕金森病等疾病的早期诊断至关重要。然而，传统检测方法面临成本高、操作复杂等问题。电化学传感技术虽具有快速、灵敏的优势，但核心材料如金纳米颗粒(AuNPs)易聚集、稳定性差，限制了其实际应用。针对这一挑战，上海某医院的研究团队创新性地开发了一种基于氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)的纳米复合材料，相关成果发表在《Journal of Materials Science》上。

研究团队采用三步法构建传感平台：首先通过Hummers法制备GO并修饰聚乙二醇(PEG)提升分散性；随后引入巯基(-SH)共价固定AuNPs；最后整合CNT增强电子传输能力。关键技术包括循环伏安法(CV)评估电化学性能、透射电镜(TEM)表征纳米结构，以及稳态电流法验证传感灵敏度。

Morphology and structure characterization of functionalized GO
通过TEM和X射线光电子能谱(XPS)证实，PEG修饰的GO片层厚度均匀（约1.1 nm），巯基成功接枝（硫元素含量达3.2 at%），AuNPs粒径控制在8-12 nm且均匀分布。

Conclusions
该研究构建的Au@SH-GO-PEG/CNT平台展现出三大优势：PEG保障了胶体稳定性（Zeta电位-38 mV）、巯基实现AuNPs牢固锚定（负载量达12 wt%）、CNT使电子转移速率提升3倍。在检测葡萄糖和DA时，灵敏度分别达到4.32 μA·mM^-1·cm^-2和0.89 μA·μM^-1，且抗干扰能力显著。

这项工作的突破性在于：首次将GO的界面修饰、CNT的导电增强与AuNPs的催化特性协同整合，为代谢分子检测提供了新型工具。其设计策略可拓展至其他贵金属纳米复合材料的稳定化应用，对推动个性化医疗设备发展具有重要价值。