石墨烯生物传感器的信号转换机制：从分子识别到电学/光学信号读出与材料选型
石墨烯生物传感器的信号转换机制：从分子识别到电学/光学信号读出与材料选型
1. 生物检测的关键难题：分子识别信号如何被稳定读出
1.1 目标分子被识别，并不等于产生了检测结果
在生物检测中，确认目标分子是否存在只是检测过程的一部分。更关键的问题是：当抗原与抗体结合、脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid，DNA）发生杂交、酶促反应产生可检测产物，或者蛋白质标志物被捕获后，这些分子识别过程如何转化为仪器能够读取的信号。
生物传感器的核心任务，是把目标分子结合或反应产生的微弱变化，转化为稳定、可量化的电学或光学信号。一个典型生物传感器通常包括三个部分：
组成部分 | 主要作用 | 常见形式 |
生物识别层 | 选择性结合目标分子 | 抗体、酶、DNA 探针、适配体 |
信号转换层 | 将识别事件转化为可测信号 | 石墨烯、金电极、碳材料、半导体材料 |
信号读出层 | 输出检测结果 | 电流、电压、电阻、电导、荧光信号 |
石墨烯在生物传感器中的价值，主要体现在信号转换环节。它并不替代抗体、酶或核酸探针完成特异性识别，而是帮助目标分子结合或反应产生的变化，更有效地转化为电流、电导、阻抗或荧光信号变化。
1.2 石墨烯改善的是识别层与读出层之间的信号转换效率
许多生物检测体系的难点，并不只是识别或捕获目标分子，还在于目标分子被捕获后产生的信号较弱，难以被稳定读出。常见问题包括：
①目标分子浓度低，目标分子结合或反应引起的信号变化微弱；
②生物分子与电极之间电子传递效率不足；
③电极或器件表面可固定的识别分子数量有限；
④血液、唾液、汗液、尿液等真实样本中存在多种干扰物；
⑤检测设备需要小型化、快速响应，并适合连续检测或现场检测。
石墨烯受到关注，是因为它可以作为生物识别层与信号读出层之间的转换材料，帮助目标分子结合、识别或反应产生的变化更有效地转化为可检测信号。
2. 石墨烯为什么能改善信号转换
2.1 高比表面积提高识别分子的固定能力
石墨烯是二维碳材料，具有较高比表面积。对于生物传感器而言，这意味着材料表面可以提供更多接触位点，用于固定酶、抗体、DNA 探针或适配体。当目标分子浓度较低时，传感器需要尽可能提高目标分子与识别分子的接触机会。较高的有效表面积有助于增加识别分子负载量，从而提高检测响应。
不过，高比表面积并不直接等同于高选择性。传感器能否准确识别葡萄糖、多巴胺、尿酸、蛋白质或核酸，主要取决于表面固定的识别元件。石墨烯的作用，是改善识别事件发生后的信号传递和读出效率。
2.2 良好的电子传递能力有助于增强电化学响应
在电化学生物传感器中，检测信号通常来自氧化还原反应、酶促反应产物或电极表面电荷变化。此时，反应产生的电子能否快速传递到电极，直接影响响应速度和信号强度。
还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide，rGO）通常具有比氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）更好的导电性，常用于电化学电极修饰。rGO 可以增加电极有效反应面积，改善电子传递过程，使目标分子或反应产物引起的电流变化更容易被检测到。
但 rGO 的性能并不是固定不变的。其导电性、表面缺陷、残余官能团和分散状态会受到还原程度、制备方法和后处理工艺影响。对于实际检测而言，材料一致性与电化学响应强度同样重要。
2.3 原子级厚度使石墨烯对表面电荷变化敏感
石墨烯场效应晶体管（Graphene Field-Effect Transistor，GFET）传感器的检测逻辑，与传统电化学传感器不同。在 GFET 中，石墨烯通常作为导电沟道。当目标分子结合到石墨烯表面，或改变石墨烯附近的局部电荷环境时，石墨烯沟道中的载流子浓度可能发生变化，进而引起电导或电流变化。
这种检测方式的价值在于：目标分子不一定需要产生颜色、荧光或氧化还原产物。在合适的离子强度、表面修饰和器件结构下，目标分子结合引起的局部电荷变化有可能被 GFET 读取。这也是 GFET 被用于无标记检测的重要原因。无标记检测是指不依赖荧光染料、酶标记或放射性标记物，而是直接通过目标分子与传感表面的相互作用产生检测信号。
2.4 表面可修饰性决定石墨烯能否连接生物识别分子
石墨烯材料要用于生物检测，仅有导电性和高比表面积并不够。识别分子需要能够稳定固定在材料表面，并在检测过程中保持活性。GO 表面含有羟基、羧基、环氧基等含氧官能团，较容易与蛋白质、DNA、适配体、聚合物等发生连接或吸附，因此常用于生物分子固定和光学检测。
rGO 在一定程度上恢复导电性的同时，保留部分缺陷和官能团，更适合用于电化学电极修饰。化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）石墨烯则更适合制备连续薄膜，用于晶体管器件、柔性电子器件和生物电子界面。
3. GO、rGO 与 CVD 石墨烯的功能差异
3.1 GO：适合构建可修饰的生物识别界面
GO 的优势在于表面含氧官能团丰富、分散性较好、易于化学修饰。GO 常用于以下检测设计：
①DNA 探针固定；
②适配体检测；
③蛋白质吸附或偶联；
④荧光淬灭/荧光共振能量转移（Fluorescence Resonance Energy Transfer，FRET）检测；
⑤光学信号调控。
在光学生物传感器中，GO 常被用于吸附荧光标记的单链 DNA 或适配体，并利用其荧光淬灭能力构建“开/关”型检测体系。当目标分子存在时，探针构象或吸附状态发生变化，荧光信号随之改变，从而实现目标识别。
3.2 rGO：适合增强电化学信号
rGO 经过还原处理后，通常导电性高于 GO。虽然其结构中仍可能存在缺陷，但这些缺陷和残余官能团也可以为电极修饰提供位点。在电化学生物传感器中，rGO 的主要作用包括：
作用 | 对检测的影响 |
增加电极有效面积 | 提高识别分子负载量和反应位点数量 |
改善电子传递 | 增强电流响应，缩短响应时间 |
提供复合修饰位点 | 便于与酶、金属纳米粒子、聚合物结合 |
改善部分体系的界面电荷传递 | 有助于提高检测灵敏度 |
rGO 常用于葡萄糖、多巴胺、尿酸、抗坏血酸、DNA 等电化学检测研究。rGO 的检测表现与材料制备过程密切相关。氧化程度、还原程度、片径、层数、缺陷密度和分散状态都会影响传感器的响应强度和重复性。
3.3 CVD 石墨烯：适合器件化电学检测
CVD 方法可用于制备连续石墨烯薄膜，因此更适合 GFET、柔性电子器件和生物电子界面。与 GO 和 rGO 相比，CVD 石墨烯的主要特点是：
①薄膜连续性较好；
②更适合微纳器件加工；
③单层或少层结构对表面电荷变化较敏感；
④可与柔性基底结合，用于贴片式或小型化检测器件。
在 GFET 中，CVD 石墨烯可作为导电沟道。目标分子结合后，如果改变石墨烯附近的电荷分布，可能影响沟道电导，形成可读信号。但 CVD 石墨烯器件也存在工艺挑战。薄膜生长质量、晶界、转移残留、裂纹、基底污染和表面功能化方法，都会影响最终检测性能。
4. 两类主要传感器：电化学传感器与 GFET 传感器
4.1 rGO 电化学生物传感器：适合快速、低成本检测
rGO 电化学生物传感器的基本逻辑是：目标分子或其反应产物在电极表面产生电化学变化，rGO 通过增加反应界面和改善电子传递，使电流或阻抗变化更容易被检测。这种检测方式适合能够发生电化学反应，或可以通过酶促反应、氧化还原探针实现电信号读出的检测对象。
检测对象 | 常见检测方式 | rGO 的主要作用 |
葡萄糖 | 酶促反应产生电化学信号 | 改善电子传递，提高响应强度 |
多巴胺 | 氧化还原反应 | 增强电流响应 |
尿酸 | 电化学氧化反应 | 改善电极界面响应 |
DNA | 杂交识别或电化学标记读出 | 提供探针固定和电荷传递界面 |
蛋白质 | 抗体或适配体识别 | 增强表面反应和信号读出 |
这类传感器的优势是检测速度快、设备相对简单、成本较低，适合向便携式检测设备发展。但它的适用范围取决于目标分子是否能够产生可测电化学信号。如果目标分子本身不容易发生电化学反应，通常需要引入酶、纳米材料、氧化还原探针或其他信号放大设计。这会提高体系复杂度，也会增加稳定性和重复性控制难度。
4.2 GFET 生物传感器：适合无标记、实时电学检测
GFET 生物传感器的基本逻辑是：目标分子结合到石墨烯表面后，改变局部电荷环境，进而调节石墨烯沟道电导，形成可读取的电学信号。与电化学传感器相比，GFET 不一定依赖目标分子的氧化还原反应，也不一定需要荧光标记。它更适合通过表面电荷变化进行无标记检测。GFET 的主要价值体现在以下方面：
检测需求 | GFET 的优势 |
快速检测 | 目标结合后可直接引起电学响应 |
无标记检测 | 减少染料、酶标记或二次抗体步骤 |
小型化器件 | 晶体管结构适合集成化加工 |
柔性检测 | CVD 石墨烯可与柔性基底结合 |
连续读出 | 电导变化可以进行实时监测 |
GFET 的敏感性来自石墨烯的二维结构。单层或少层石墨烯具有高度表面暴露特征，表面吸附或电荷扰动可能直接影响其电学性质。
GFET 的实际检测性能受到多种因素限制。复杂样本中的非特异吸附、离子强度变化、pH 波动、德拜屏蔽效应、器件噪声和信号漂移，都可能影响结果判断。因此，GFET 的关键问题不是能否产生响应，而是响应是否主要来自目标分子结合，而不是背景干扰或器件漂移。
5. 从实验室结果到实际检测，还需要解决什么
5.1 选择性仍然依赖生物识别分子
石墨烯对表面变化敏感，这有助于提高检测响应，但也意味着它可能对非目标分子吸附、离子浓度变化或pH 波动产生响应。
因此，石墨烯传感器需要依赖可靠的识别元件来保证选择性，包括：酶；抗体；适配体；DNA 探针；分子印迹聚合物和特异性受体蛋白。如果识别层选择性不足，石墨烯的高敏感性可能会带来更高背景噪声，而不是更准确的检测结果。
5.2 真实样本会显著增加检测难度
缓冲液体系成分简单，目标浓度可控，容易获得理想检测结果。但真实样本中存在大量干扰成分，传感器需要面对更复杂的化学和生物环境。
样本类型 | 主要挑战 |
血液 | 蛋白质含量高，易发生非特异吸附 |
唾液 | 成分波动较大，目标物浓度可能较低 |
汗液 | 离子强度、pH 和分泌速率变化明显 |
尿液 | 代谢物复杂，个体差异较大 |
组织液 | 采样方式和长期稳定性要求较高 |
一个石墨烯传感器如果只在缓冲液中表现良好，还不足以说明其适合实际检测。真实样本中的选择性、抗干扰能力、重复性和稳定性，是判断其应用价值的重要依据。
5.3 材料和器件一致性决定结果是否可靠
GO、rGO 和 CVD 石墨烯的性能都受到制备工艺影响。GO 和 rGO 的氧化程度、还原程度、片径分布、层数、缺陷密度和分散状态，都会影响电极表面反应和信号输出。CVD 石墨烯的生长质量、转移过程、裂纹、残留物和基底污染，也会影响 GFET 器件性能。
对于研究验证而言，单批次材料可能得到较好结果；对于实际检测而言，更重要的是不同批次材料和器件能否保持一致响应。石墨烯传感器的可靠性不仅取决于材料性能，还取决于制备工艺、表面功能化方法和质量控制能力。
6. 如何判断一个石墨烯传感器方案是否可靠
在评估石墨烯生物传感器时，可以重点看六个问题。
判断问题 | 需要关注的内容 |
1. 检测对象是什么 | 小分子、蛋白质、核酸、离子或细胞信号，对应机制不同 |
2. 识别元件是什么 | 酶、抗体、适配体、DNA 探针或其他识别材料 |
3. 信号如何产生 | 电流、电导、阻抗、荧光或其他可测变化 |
4. 石墨烯承担什么作用 | 固定识别分子、增强电极响应，还是作为晶体管沟道 |
5. 使用哪类石墨烯材料 | GO、rGO、CVD 石墨烯对应不同任务 |
6. 验证条件是否接近实际应用 | 是否使用真实样本，是否考察抗干扰、重复性和稳定性 |
有应用潜力的石墨烯传感器，通常会围绕具体检测对象、真实样本环境、识别元件稳定性和读出机制进行设计。这样，石墨烯的材料优势才能真正转化为可靠的检测能力。
7. 石墨烯生物传感器相关代表化学品分类表
表1. 石墨烯核心材料与碳基导电材料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
石墨烯场效应晶体管器件 | —— | 石墨烯场效应管芯片 | S10 | 用于无标记电学检测、表面电荷响应测试和石墨烯场效应传感器研究 | |
CVD石墨烯薄膜 | —— | 单层石墨烯薄膜 | 在SiO₂/Si衬底上1厘米x1厘米 | 用于器件化电学检测、表面功能化和石墨烯沟道传感研究 | |
CVD石墨烯薄膜 | —— | 单层石墨烯薄膜 | 1英寸x 1英寸铜箔材,带有PMMA涂层 | 用于石墨烯转移、器件制备和薄膜电学性能研究 | |
氧化石墨烯材料 | —— | 氧化石墨烯 | pH值稳定,分散(在0.05 M HEPES缓冲液中),pH值7.5 | 用于生物缓冲条件下的识别分子固定、表面吸附和光学检测研究 | |
氧化石墨烯材料 | —— | 氧化石墨烯 | 2 mg/mL,在H₂O中分散 | 用于电极涂覆、核酸探针吸附、适配体固定和生物界面构建 | |
功能化氧化石墨烯 | —— | 氧化石墨烯，氨功能化 | 1mg/mL,在H₂O中分散 | 用于生物分子偶联、氨基界面修饰和识别层构建 | |
功能化石墨烯 | 7782-42-5 | 氨基化石墨烯（纳小尺寸） | 直径：100-200nm Single layer ratio ：＞99% Amine ratio：4.0 wt% | 用于抗体、酶、核酸探针偶联和高比表面积识别界面构建 | |
功能化石墨烯 | 7782-42-5 | 羧基化石墨烯（纳小尺寸） | 直径：50-200nm Single layer ratio：＞98% Carboxyl ratio：8.0 wt% | 用于碳二亚胺偶联、蛋白固定、核酸探针连接和电极界面修饰 | |
功能化石墨烯 | 7782-42-5 | 羟基化石墨烯（纳小尺寸） | 直径：50~150nm Single layer ratio：＞98% Hydroxyl ratio： 12 wt% | 用于亲水性调控、复合膜构建和传感界面改性 | |
功能化石墨烯 | 7782-42-5 | 巯基化石墨烯 | 单层比例：＞ 80％硫醇比率：4.0wt％ | 用于金属表面结合、金电极修饰和纳米金复合传感界面构建 | |
还原氧化石墨烯材料 | —— | 还原氧化石墨烯 | 化学还原，单层，片径1-5μm | 用于电化学电极修饰、电子传递增强和电流响应研究 | |
还原氧化石墨烯材料 | —— | 还原氧化石墨烯 | 10mg/mL,分散在H₂O中 | 用于电极滴涂、复合材料制备和电化学生物传感器修饰 | |
高纯石墨烯材料 | 7782-42-5 | 高纯石墨烯 | 单层比率＞99.8%，厚度0.8-1.2nm，直径0.8-3μm | 用于基础石墨烯材料研究、导电界面构建和传感材料对照实验 | |
石墨烯量子点材料 | —— | 石墨烯量子点 | 1mg/ml 片径3-6nm | 用于荧光检测、光学信号读出和纳米探针构建 | |
碳基导电增强材料 | 308068-56-6 | 单壁碳纳米管 | ≥95%(≥99% as carbon nanotubes), 0.84 nm average diameter | 用于导电网络增强、复合电极构建和电化学响应提升 | |
碳基导电增强材料 | 308068-56-6 | 多层碳纳米管 | ≥90% carbon basis, D × L 110-170 nm × 5-9 μm | 用于复合电极、导电骨架和传感材料力学稳定性研究 |
表2. 表面偶联与界面功能化试剂
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
交联固定试剂 | 111-30-8 | 戊二醛(50%) | 照相级, 50% in H2O | 用于氨基化表面与酶、抗体、蛋白质之间的交联固定 | |
石墨烯非共价修饰试剂 | 129-00-0 | 芘 | 升华级, ≥99 | 用于石墨烯表面π-π作用研究和芳香分子吸附修饰 | |
金属纳米材料前驱体 | 16961-25-4 | 四氯金酸 三水合物 | ≥99.9% metals basis | 用于金纳米粒子制备、金修饰电极和巯基界面构建 | |
硅烷化修饰试剂 | 919-30-2 | 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES） | ≥99% | 用于玻璃、二氧化硅、氧化物表面氨基化和识别分子固定 | |
羧基活化试剂 | 25952-53-8 | 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐 | ≥98% | 用于羧基与氨基之间的酰胺键偶联，支持蛋白、酶和核酸探针固定 | |
石墨烯非共价连接试剂 | 3443-45-6 | 1-芘丁酸 | ≥98% | 用于石墨烯表面π-π吸附和羧基后续偶联修饰 | |
活性酯偶联试剂 | 6066-82-6 | N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS) | ≥98% | 与碳二亚胺配合用于羧基活化，提高蛋白和探针偶联效率 | |
水相活性酯偶联试剂 | 106627-54-7 | N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐（Sulfo-NHS） | ≥98% | 用于水相羧基活化和亲水体系中的生物分子偶联 | |
环氧硅烷修饰试剂 | 2530-83-8 | 3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷 | ≥97% | 用于引入环氧基团，支持氨基蛋白、酶和探针固定 | |
巯基硅烷修饰试剂 | 4420-74-0 | (3-巯基丙基)三甲氧基硅烷 | ≥95% | 用于引入巯基界面，支持金属表面结合和金电极修饰 | |
石墨烯非共价连接试剂 | 114932-60-4 | 1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯 | ≥95% | 用于石墨烯表面非共价吸附和蛋白、抗体、适配体偶联 |
表3. 聚合物固定、分散稳定与抗非特异吸附材料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
生物高分子固定材料 | 9012-76-4 | 壳聚糖 | 中粘度,200-400 mPa.s | 用于酶固定、成膜、电极表面修饰和生物相容界面构建 | |
表面活性剂 | 9005-64-5 | 吐温20(TWEEN ® 20) | 粘性液体 | 用于洗涤、降低非特异吸附和免疫传感实验背景控制 | |
成膜聚合物 | 9002-89-5 | Mowiol® PVA-124聚乙烯醇(PVA) | 粘度Viscosity：54-66 mPa·s | 用于柔性膜、固定层、复合涂层和电极保护层构建 | |
亲水聚合物 | 25322-68-3 | 聚环氧乙烷 | 粘度65-115 cps | 用于亲水界面调控、分散稳定和生物界面抗吸附研究 | |
两亲性聚合物 | 9003-11-6 | Kolliphor® P 407 | 氧乙烯71.5-74.9% | 用于纳米材料分散、表面稳定和生物检测体系界面调控 | |
封闭蛋白 | 9048-46-8 | 牛血清白蛋白(BSA) | 无菌过滤, 用于细胞培养, 低内毒素, 10% in DPBS, fatty acid free | 用于传感器表面封闭、降低非特异吸附和免疫检测背景控制 | |
分散稳定聚合物 | 9003-39-8 | 聚乙烯吡咯烷酮（PVP） | 无动物源, Low Endotoxin, 用于细胞培养, K30 | 用于纳米材料分散、颗粒稳定和复合传感材料制备 | |
非离子表面活性剂 | 9002-93-1 | 曲拉通X-100(Triton™ X-100) | 生化试剂,过氧化值≤7meq/kg | 用于表面清洗、膜处理、样本处理和非特异吸附调控 | |
阳离子聚合物 | 9002-98-6 | 支化聚乙烯亚胺(PEI) | 平均Mw~25000(按LS计算)，平均Mn~10000(按GPC计算)，分支 | 用于引入氨基、固定核酸、调节表面电荷和增强材料分散 | |
阴离子聚电解质 | 25704-18-1 | 聚(4-苯乙烯磺酸钠)（PSS） | 平均Mw~1000000，粉末 | 用于层层组装、表面电荷调控和导电复合界面构建 | |
电极膜材料 | 31175-20-9 | Nafion™ 全氟膜 | 厚度0.002英寸 | 用于电极保护膜、离子传导层和电化学传感抗干扰界面 | |
封闭蛋白 | 9000-71-9 | 干酪素 | 工业级 | 用于免疫检测封闭、降低非特异结合和背景信号控制 | |
阳离子聚电解质 | 26062-79-3 | 聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC) | Mw 200,000-350,000 ,20 wt. % in water,250-500 cP(25 °C) | 用于带电层组装、石墨烯复合膜构建和表面电荷调控 |
表4. 生物识别试剂、酶与模型分析物
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
酶标识别试剂 | 9003-99-0 | 生物素化辣根过氧化物酶 | 无载体,无叠氮钠,EnzymoPure™,1.0 mg/mL | 用于酶标信号放大、生物素亲和体系和免疫传感检测 | |
模型分析物 | 50-99-7 | D -(+)-葡萄糖 | 无水级,PharmPure™,USP,BP,欧洲药典（Ph.Eur）,ACS | 用于葡萄糖传感器性能评估、酶促反应模型和电化学检测 | |
模型分析物 | 57-88-5 | 胆固醇 | 无动物源, Low Endotoxin, 用于细胞培养, ≥99% | 用于胆固醇氧化酶传感体系和代谢标志物检测研究 | |
酶反应产物/氧化底物 | 7722-84-1 | 过氧化氢 溶液 | 适用于微生物学, 3% | 用于氧化酶传感器响应测试和过氧化物电化学检测 | |
生物识别酶 | 9028-76-6 | 重组胆固醇氧化酶 (CHO) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥90%(SDS-PAGE),≥8U/mg enzyme powder | 用于胆固醇检测、氧化酶电化学生物传感器和代谢物分析 | |
生物识别酶 | 9001-37-0 | 重组葡萄糖氧化酶 (GOD) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥90%(SDS-PAGE),≥150U/mg enzyme powder; ≥300U/mg protein | 用于葡萄糖电化学生物传感器和氧化酶固定化研究 | |
生物识别酶 | 9002-12-4 | 尿酸酶 (UAO) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥80%(SDS-PAGE),expressed in E.coli，8-12 U/mg enzyme powder | 用于尿酸检测、电化学酶传感器和代谢物分析 | |
生物识别酶 | 9028-72-2 | 重组乳酸氧化酶（LOX） | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥100U/mg enzyme powder; ≥250U/mg protein | 用于乳酸检测、汗液传感和氧化酶电化学检测体系 | |
模型分析物/干扰物 | 103-90-2 | 对乙酰氨基苯酚 | 化学纯（CP）, ≥98%(HPLC) | 用于小分子电化学检测、药物分析和干扰物响应评估 | |
模型分析物/干扰物 | 50-81-7 | L -抗坏血酸 | UltraBio™, 超纯级, ≥99.5%(RT) | 用于电化学传感器干扰实验、抗氧化小分子检测和选择性评估 | |
模型分析物 | 79-33-4 | (S)-乳酸 | PharmPure™,BP,欧洲药典（Ph.Eur） | 用于乳酸传感器、汗液代谢检测和氧化酶反应体系 | |
亲和固定试剂 | 58-85-5 | 生物素 | PharmPure™, USP | 用于生物素-链霉亲合素固定体系和探针标记 | |
模型分析物 | 62-31-7 | 盐酸多巴胺 | Moligand™,≥98% | 用于多巴胺电化学检测、神经递质模型分析和选择性评估 | |
模型分析物 | 69-93-2 | 尿酸纯度标准物质 | Moligand™, ≥99.8% | 用于尿酸传感器校准、标准曲线建立和代谢物检测 | |
模型分析物 | 51-61-6 | 多巴胺 | Moligand™, ≥98% | 用于神经递质电化学检测和石墨烯电极响应研究 | |
亲和固定试剂 | 9013-20-1 | 链霉亲合素 | from Streptomyces avidinii,≥12 U/mg protein | 用于生物素化抗体、酶、核酸探针固定和识别层构建 |
表5. 电化学探针、介体与电极辅助材料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
参比电极相关材料 | 7783-90-6 | 氯化银 | 适用于分析, 优级试剂, ≥99 | 用于银/氯化银参比电极制备和电化学测试体系 | |
电化学介体 | 14038-43-8 | 普鲁士蓝 | 生物染色剂 | 用于过氧化氢检测、电极改性和酶传感器信号转导 | |
氧化还原探针 | 14459-95-1 | 三水合六氰基铁(II)钾 | 欧洲药典（Ph.Eur）, 适用于分析, ACS, 优级品 | 用于循环伏安、电化学阻抗和电极界面电子传递评估 | |
氧化还原探针 | 13746-66-2 | 六氰基铁酸钾(III) | 欧洲药典（Ph.Eur）, 适用于分析, ACS, 优级品 | 用于电极性能测试、电荷转移阻抗分析和界面修饰评价 | |
金属电极材料前驱体 | 7761-88-8 | 硝酸银(易制爆) | 欧洲药典（Ph.Eur）, 适用于分析, ACS, 优级品 | 用于银纳米材料制备、银基电极修饰和电化学检测材料研究 | |
透明导电材料 | 50926-11-9 | 氧化铟锡 | 纳米粉末＜50纳米粒径 | 用于透明导电电极、光电检测和石墨烯复合电极研究 | |
电化学染料/介体 | 61-73-4 | 亚甲基蓝 | 1% | 用于核酸电化学检测、氧化还原信号标记和电极响应研究 | |
氧化还原介体 | 102-54-5 | 二茂铁 | ≥99% | 用于电化学标记、电子传递介体和传感器信号构建 | |
电化学染料/介体 | 92-31-9 | 甲苯胺蓝O | —— | 用于电化学信号标记、核酸检测和氧化还原响应研究 |
表6. 缓冲盐、支持电解质与样本处理试剂
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
磷酸盐缓冲组分 | 7778-77-0 | 磷酸二氢钾 | 用于分析(＜=0.005%Na), 优级试剂, ACS、ISO、Reag。欧洲药典 | 用于磷酸盐缓冲液配制、离子强度控制和电化学检测体系 | |
磷酸盐缓冲组分 | 7558-79-4 | 磷酸氢二钠 | 无水级,PharmPure™,USP,JP,BP,欧洲药典（Ph.Eur） | 用于磷酸盐缓冲液配制、生物分子稳定和传感器测试体系 | |
支持电解质 | 7647-14-5 | 氯化钠 | 无水级, 高级纯, 试剂级, ≥99 | 用于离子强度调节、缓冲液配制和模拟生理盐环境 | |
支持电解质 | 7447-40-7 | 氯化钾 | 无水级, ACS, ≥99 | 用于电化学支持电解质、参比电极体系和离子环境调节 | |
生物缓冲剂 | 7365-45-9 | N-2-羟乙基哌嗪-N'-2-乙磺酸(HEPES) | 无动物源,用于细胞培养,≥99.5%,超低内毒素 | 用于生物检测缓冲体系、细胞相关传感实验和pH稳定环境 | |
金属离子络合剂 | 6381-92-6 | 乙二胺四乙酸 二钠盐 二水合物 | 色谱HPLC级, ≥99 | 用于金属离子络合、样本处理和背景干扰控制 | |
生物缓冲剂 | 77-86-1 | 三(羟甲基)氨基甲烷 (Tris 碱) | 分子生物学级, ≥99.9%(T) | 用于核酸、蛋白质和酶传感实验缓冲体系 | |
羧基偶联缓冲剂 | 4432-31-9 | 吗啉乙磺酸 (MES) | 分子生物学级, ≥99.5%(T) | 用于碳二亚胺偶联反应缓冲体系和羧基活化实验 |
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参考文献
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[2] Pumera M. Graphene in biosensing. Materials Today, 2011, 14(7-8): 308-315.
[3] Justino C. I. L., Gomes A. R., Freitas A. C., Duarte A. C., Rocha-Santos T. A. P. Graphene based sensors and biosensors. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2017, 91: 53-66.
[4] Morales-Narváez E., Merkoçi A. Graphene oxide as an optical biosensing platform. Advanced Materials, 2012, 24(25): 3298-3308.
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[8] Nagpal D., Singh A., Link J., Mehta A. S., Kumar A., Budhraja V. Recent Advances in Graphene-Based Field-Effect Transistor Biosensors for Disease Biomarker Detection and Clinical Prospects. Biosensors, 2026, 16(4): 190. DOI: 10.3390/bios16040190.
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