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近年来，石墨烯的研究引起了科学界和工业界的广泛关注。石墨烯具有高导电性、高力学强度和独特的电子结构等优良性质，使得它在各种领域都有广泛的应用前景。特别是在传感器领域，石墨烯的高灵敏度和快速响应速度使得其成为一种具有很高潜力的材料。
无酶电化学传感器是一种广泛应用于生物医学、环境检测等领域的传感器，具有灵敏、快速、稳定等特点。石墨烯的加入使传感器性能得到了进一步提升。本文将介绍基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的原理、制备方法以及在生物医学和环境检测领域的应用。
1. 基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的原理
基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的原理基于石墨烯对电荷的快速传输和高比表面积，以及它对化学反应物的高选择性和敏感度。石墨烯在电极表面的加入，可以提高电极表面的导电性和可靠性，从而提高传感器的灵敏度。
在无酶电化学传感器中，电极表面常常以一定的化学方法修饰，使之具有对特定分子的选择性和敏感性。当有待检测的分子与电极表面修饰层反应时，将引起电荷转移，通过电化学方法测量电流变化来检测待检测分子。
2. 基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的制备方法
基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的制备方法一般分为两个步骤：制备石墨烯，制备传感器。
制备石墨烯是制备无酶电化学传感器的第一步。石墨烯制备方法有多种，如化学气相沉积法、机械剥离法、化学还原法等。这里介绍一种化学气相沉积法制备石墨烯的方法。
首先，在热处理的单晶氧化铝衬底上制备钯催化剂，在热解氛围中加热至825℃，在化学气相沉积下生成石墨烯。沉积后，将样品用氮气流洗涤和热处理处理，去除残留的有机物，得到高质量的石墨烯。
制备传感器是制备无酶电化学传感器的第二步，制备方法因待检测分子的不同略有差异，这里以pH传感器为例。该方法如下：
首先，在石墨烯上修饰一层薄的多功能分子，如二巯基丙磺酸（DMPS），利用化学键形成氨基基团，并在其上修饰一层聚丙烯酸（positive layer）。然后，将共价修饰的石墨烯置于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/聚组酯（PES）中，将制作的材料层叠到铂/玻璃基板灵敏层上，形成pH传感器。
3. 基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的应用
基于石墨烯构建的无酶电化学传感器的应用有很多，本文主要介绍在生物医学和环境检测领域的应用。
在生物医学领域，基于石墨烯构建的无酶电化学传感器被广泛应用于检测生物标记物、蛋白质、DNA等。例如，研究人员利用基于石墨烯的电极结合微流控芯片检测肿瘤标志物CA125，获得了较高的灵敏度和特异性。另外，基于石墨烯构建的无酶电化学传感器还可以用于检测药物滥用，如促肾上腺皮质激素、麻醉剂等。
在环境检测领域，基于石墨烯构建的无酶电化学传感器也有很高的应用价值。研究人员利用基于石墨烯的电极制作气体传感器，可以检测空气中的挥发性有机化合物等；利用基于石墨烯的电极制作水质传感器，可以检测水中的有害物质，如重金属、农药等。
总之，基于石墨烯构建的无酶电化学传感器具有灵敏、快速、稳定等特点，在生物医学和环境检测领域具有广泛的应用前景。未来，基于石墨烯的无酶电化学传感器将会有更多的应用和改进，促进传感技术的发展。