工程科学学报，第38卷，第9期：1306-1311,2016年9月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.9:1306-1311,September 2016 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2016.09.016:http://journals.ustb.edu.cn 氧化锌纳米线阵列/泡沫石墨烯电化学检测左旋多巴 林轩宇”，张虹”，黄硕》，常靖”，高鑫”，姚龙辉”，岳红彦)区 1)哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，哈尔滨1500402)哈尔滨医科大学附属第一医院神经内科，哈尔滨150001 ☒通信作者，E-mail:hyyue@hrbust..ed.cen 摘要采用化学气相沉积法以泡沫镍为模板制备三维多孔网状泡沫石墨烯(G),利用水热法在其表面垂直生长氧化锌纳 米线阵列(ZnO NWAs),得到三维形貌的ZnO NWAs./GF复合材料.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱等测试方 法对该复合材料进行了表征.结果表明：制备的石墨烯层数较少且纯净无缺陷.ZnO NWAs垂直于三维GF表面且尺寸分布 均匀.利用电化学方法用ZnO NWAs./GF检测左旋多巴(LD).电化学测试结果表明，ZnO NWAs./GF在线性范围为0-80 molL内检测LD时，检测灵敏度为0.41μA(molL),且具有良好的重复性和稳定性.在尿酸(UA)干扰下，ZO NWAs/GF对检测LD有很好的选择性. 关键词石墨烯：氧化锌：纳米线阵列：纳米复合材料：左旋多巴：检测：生物传感器 分类号TB332:TP212.3 Electrochemical determination of levodopa using ZnO nanowire arrays/graphene foam LIN Xuan-yu,ZHANG Hong,HUANG Shuo,CHANG Jing",GAO Xin,YAO Long-hui,YUE Hong-yan 1)School of Materials Science and Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150040,China 2)Department of Neurology,The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Harbin 150001,China Corresponding author,E-mail:hyyue@hrbust.edu.cn ABSTRACT A three-dimensional (3D),macroporous and highly conductive grapheme foam (GF)was synthesized by chemical vapor deposition using a nickel foam as a template.ZnO nanowire arrays were vertically grown on the surface of the prepared GF using hydrothermal synthesis.The morphologies and structure of the ZnO NWAs/GF were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy,X-ray diffraction and Raman spectroscopy.The results show that the prepared GF is high-quality and defect free,and the ZnO NWAs with uniform size vertically grows on the surface of 3D GF.The ZnO NWAs/GF was used as an elec- trochemical electrode for determining levodopa (LD).The results of electrochemical tests show that the oxidation current of LD is well linear with its concentration in the range of 0-80 mol-L with a sensitivity of 0.41uA.(umol.L),and the ZnO NWAs/GF electrode also shows good reproducibility and stability.The ZnO NWAs/GF can detect LD with high selectivity in the presence of uric acid. KEY WORDS graphene:zinc oxide:nanowire arrays:nanocomposites:levodopa:determination:biosensors 二维(2D)层状石墨烯具有突出的电导性能，良好烯制备方法的研究取得很大的进展，如通过化学气相 的力学性能和优异的光学性能，吸引了各领域研究者沉积法(CVD)在铜(C)、铂(P)和镍(N)基体上生长 的关注0.石墨烯基纳米结构广泛应用于场效应晶体 连续石墨烯.Chen等国通过化学气相沉积法，以泡沫 管、光学、生物传感器等领域四.近年来，高质量石墨 镍为模板得到连通网状结构的三维泡沫石墨矫(r- 收稿日期：2015-11-20 基金项目：黑龙江省自然科学基金资助项目(LC2015020):哈尔滨理工大学青年拔尖创新人才培养计划资助项目(201306)：黑龙江博士后科 研启动基金资助项目(LBH-Q14117):黑龙江省自然科学基金资助项目(LC2015020)工程科学学报，第 38 卷，第 9 期: 1306--1311，2016 年 9 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 9: 1306--1311，September 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 09． 016; http: / /journals． ustb． edu． cn 氧化锌纳米线阵列 /泡沫石墨烯电化学检测左旋多巴 林轩宇1) ，张 虹1) ，黄 硕2) ，常 靖1) ，高 鑫1) ，姚龙辉1) ，岳红彦1)  1) 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150040 2) 哈尔滨医科大学附属第一医院神经内科，哈尔滨 150001  通信作者，E-mail: hyyue@ hrbust． edu． cn 摘 要 采用化学气相沉积法以泡沫镍为模板制备三维多孔网状泡沫石墨烯( GF) ，利用水热法在其表面垂直生长氧化锌纳 米线阵列( ZnO NWAs) ，得到三维形貌的 ZnO NWAs/GF 复合材料． 采用扫描电镜、透射电镜、X 射线衍射、拉曼光谱等测试方 法对该复合材料进行了表征． 结果表明: 制备的石墨烯层数较少且纯净无缺陷． ZnO NWAs 垂直于三维 GF 表面且尺寸分布 均匀． 利用电化学方法用 ZnO NWAs/GF 检测左旋多巴( LD) ． 电化学测试结果表明，ZnO NWAs/GF 在线性范围为 0 ～ 80 μmol·L － 1 内检测 LD 时，检测灵敏度为 0. 41 μA·( μmol·L － 1 ) － 1 ，且具有良好的重复性和稳定性． 在尿酸( UA) 干扰下，ZnO NWAs/GF 对检测 LD 有很好的选择性． 关键词 石墨烯; 氧化锌; 纳米线阵列; 纳米复合材料; 左旋多巴; 检测; 生物传感器 分类号 TB332; TP212. 3 Electrochemical determination of levodopa using ZnO nanowire arrays/graphene foam LIN Xuan-yu1) ，ZHANG Hong1) ，HUANG Shuo 2) ，CHANG Jing1) ，GAO Xin1) ，YAO Long-hui 1) ，YUE Hong-yan1)  1) School of Materials Science and Engineering，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150040，China 2) Department of Neurology，The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Harbin 150001，China Corresponding author，E-mail: hyyue@ hrbust． edu． cn ABSTＲACT A three-dimensional ( 3D) ，macroporous and highly conductive grapheme foam ( GF) was synthesized by chemical vapor deposition using a nickel foam as a template． ZnO nanowire arrays were vertically grown on the surface of the prepared GF using hydrothermal synthesis． The morphologies and structure of the ZnO NWAs/GF were characterized by scanning electron microscopy， transmission electron microscopy，X-ray diffraction and Ｒaman spectroscopy． The results show that the prepared GF is high-quality and defect free，and the ZnO NWAs with uniform size vertically grows on the surface of 3D GF． The ZnO NWAs/GF was used as an elec￾trochemical electrode for determining levodopa ( LD) ． The results of electrochemical tests show that the oxidation current of LD is well linear with its concentration in the range of 0--80 μmol·L － 1 with a sensitivity of 0. 41 μA·( μmol·L － 1 ) － 1 ，and the ZnO NWAs/GF electrode also shows good reproducibility and stability． The ZnO NWAs/GF can detect LD with high selectivity in the presence of uric acid． KEY WOＲDS graphene; zinc oxide; nanowire arrays; nanocomposites; levodopa; determination; biosensors 收稿日期: 2015--11--20 基金项目: 黑龙江省自然科学基金资助项目( LC2015020) ; 哈尔滨理工大学青年拔尖创新人才培养计划资助项目( 201306) ; 黑龙江博士后科 研启动基金资助项目( LBH--Q14117) ; 黑龙江省自然科学基金资助项目( LC2015020) ． 二维( 2D) 层状石墨烯具有突出的电导性能，良好 的力学性能和优异的光学性能，吸引了各领域研究者 的关注［1］． 石墨烯基纳米结构广泛应用于场效应晶体 管、光学、生物传感器等领域［2］． 近年来，高质量石墨 烯制备方法的研究取得很大的进展，如通过化学气相 沉积法( CVD) 在铜( Cu) 、铂( Pt) 和镍( Ni) 基体上生长 连续石墨烯． Chen 等［3］通过化学气相沉积法，以泡沫 镍为模板得到连通网状结构的三维泡沫石墨烯( gra-