【摘 要】
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分子生物组学领域的代谢组学中衍生出了呼吸代谢组学——对高挥发性和半挥发性有机化合物(VOCs)谱图的科学研究[1]。在这一层面，对痕量气体的检测将对疾病诊断具有重要意义。研究表明，健康人和病患呼出气中，烷烃、烯烃类及含氧、硫、氮的化合物等指纹性物质的种类和含量存在显著性差异[2]。相对于传统的锁钥结构的单位点气体传感器件，阵列式传感系统在气体识别的通量和准确度上均具无可比拟的优势[3]。此外，石墨
【机 构】
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浙江大学化学系,浙江省杭州市西湖区浙江大学紫金港校区分析化学研究所,310058
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分子生物组学领域的代谢组学中衍生出了呼吸代谢组学——对高挥发性和半挥发性有机化合物(VOCs)谱图的科学研究[1]。在这一层面，对痕量气体的检测将对疾病诊断具有重要意义。研究表明，健康人和病患呼出气中，烷烃、烯烃类及含氧、硫、氮的化合物等指纹性物质的种类和含量存在显著性差异[2]。相对于传统的锁钥结构的单位点气体传感器件，阵列式传感系统在气体识别的通量和准确度上均具无可比拟的优势[3]。此外，石墨烯材料相比于其它材料在柔韧性、带宽调节、比表面积和电荷转移效率等方面具有突出优势，尤其是还原石墨烯(rGO)优异的可修饰性强化了其在同时针对有机、无机气体的阵列式传感器上的应用。本课题将基于石墨烯材料面向呼吸指纹设计阵列式气体传感器，以期应用于疾病诊断。初期的试验在纸基上构建传感芯片，选用不同离子液体进行修饰，结果显示修饰后的rGO在响应时间、响应恢复和灵敏度上均得到了提高。同时提出了两种可能的机理，其一为电荷转移机理，即分析质分子在芯片材料上的吸附引起导电主体中多子、少子浓度的变化；其二为膨胀机理，即分析质分子的介入引起了修饰物质发生溶胀或者构象变化，从而改变rGO的层间距，影响其导电性能。此外，在不同基底上的修饰又对材料的性能产生显著性影响，尤其在芯片有效期和灵敏度上表现显著。这种基于呼吸代谢组学的非介入式诊断模式，将在疾病筛查和临床上具有可观的应用前景。
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