开题报告内容:
一、选题依据及意义
石墨烯具有高电导、高热导、高硬度和高强度等奇特的物理、化学性质,在电子、信息、能源、材料和生物医药领域有广阔的应用前景。石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料,石墨烯的发现,充实了碳材料家族,形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系,为新材料和凝聚态物理等领域提供了新的增长点[1-2]。由于其具有的特殊的结构和孔径分布石墨烯相关材料有较大的比表面积,理论比表面积更是高达,因此非常适合作为吸附剂材料[3]。但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点,限制了其广泛应用。
氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题,它是石墨烯的派生物,在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团,平面上含有-OH和C-O-C,而在其片层边缘含有C=O和COOH。与石墨烯相比,氧化石墨烯有更加优异的性能,其不仅具有良好的润湿性能和表面活性,同时,因表面含有大量含氧官能团,使得碳层带负电荷,为聚合物和无机纳米粒子的负载提供有利条件[4]。
氧化石墨烯作为吸附材料对低含量药物的富集和纯化发挥着重要的作用。但是氧化石墨烯表面的含氧基团使其片与片之间容易形成较强的氢键,以致团聚,这给氧化石墨烯的应用造成了很大的限制。因此科研工作者开始对氧化石墨烯的表面功能化修饰进行探索,通过聚合物、磁性纳米粒子、金属纳米材料(如金)等对氧化石墨烯进行有效的修饰以改善吸附效果。
金纳米颗粒具有独特的光学性质、表面等离子体吸收和共振效应、良好的稳定性和生物相容性,广泛应用于生物医学、电子材料、重金属离子检测、催化等领域[8]。
固相萃取法 (SPE) 是近年来应用较为广泛的除杂手段,具有快速、低成本和操作简单等优点,已被应用于多种食品基质中的农药残留和兽药残留的检测中[5-6]。从而也可用于药物分析中。固相萃取技术主要是利用被测样品中目标化合物与基质在吸附剂中分配系数的差异,用相应溶剂进行洗脱,使目标化合物与基质分离,也就是利用目标化合物在溶剂和吸附剂之间的分配达到分离纯化以及富集的目的[7]。其中,吸附剂的选择是影响萃取富集效率及选择性的最重要的因素。GO作为新一代碳纳米材料,由于其具有良好的吸附性能,在SPE技术方面有着巨大的发展前景,但是直接使用GO作为固相萃取材料进行吸附后易发生团聚,较难分散,不利于待测样品的有效吸附和洗脱,从而影响吸附效率。因此,如何对GO进行有效的功能化修饰,开发新型的、高选择性和高吸附容量的吸附剂是我们面临的挑战。
氧化石墨烯金纳米复合材料已经成功用于生物催化,细胞成像,SERS和糖蛋白质组学。氧化石墨烯金纳米复合材料具有优异的亲水性和丰富的反应位点,被认为是固定硼酸基团的潜在支持。4-巯基苯基硼酸官能化石墨烯复合材料该复合材料显示出高度特异性和高效吸附性能以其优异的亲水性和丰富的硼酸基团[9]。
本课题拟定制备4-巯基苯硼酸功能化的氧化石墨烯纳米金复合材料,通过调节实验制备条件,得到具有灵敏性高、重现性好和稳定性高的复合材料,并将其作为固相萃取吸附剂,用于药物分析的研究中。优化实验条件,建立相应药物的分析方法,优化实验的影响因素,希望可以开发出简便、快速并且具有高吸附容量的新型固相萃取吸附剂。
二、研究目标
