用纳米颗粒对石墨烯进行非共价修饰制造技术

本文的实施例涉及化学传感器，包括其的装置和系统，以及相关的方法。在一个实施例中，包括一种具有石墨烯变容器的医疗装置。所述石墨烯变容器包括石墨烯层和设置在所述石墨烯层的外表面上的至少一个非共价修饰层。所述非共价修饰层可以包括纳米颗粒，所述纳米颗粒选自可以包括一种或多种金属、金属氧化物或其衍生物的组。本文还包括其他实施例。本文还包括其他实施例。本文还包括其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用纳米颗粒对石墨烯进行非共价修饰
[0001]本申请是以明尼苏达大学董事会(其是所有国家指定的申请人)以及美国公民Philippe Pierre Joseph Buhlmann和美国公民Steven J.Koester(其是所有国家指定的专利技术人)的名义于2021年5月24日作为PCT国际专利申请提交的。本申请还是以美国国家公司Boston Scientific Scimed,Inc.(其是所有国家指定的申请人)以及美国公民Justin Theodore Nelson和中国公民Xue Zhen(其是所有国家指定的专利技术人)的名义作为PCT国际专利申请提交的。本申请要求于2020年5月26日提交的美国临时申请号63/030,139的优先权，其公开内容全部通过引用并入本文。


[0002]本文的实施例涉及化学传感器，包括其的装置和系统，以及相关的方法。更具体地，本文的实施例涉及基于用纳米颗粒对石墨烯进行非共价修饰的化学传感器。

技术介绍

[0003]疾病的准确检测可以允许临床医生提供适当的治疗性介入。疾病的早期检测可以导致更好的治疗结果。可以使用许多不同的技术，包括分析组织样品、分析各种体液、诊断扫描、基因测序等来检测疾病。
[0004]一些疾病状态会导致特定化合物的产生。在一些情况下，释放到患者气体样品中的挥发性有机化合物(VOC)可能是某些疾病的标志。这些化合物的检测或其的差异感测可以允许特定疾病状态的早期检测。

技术实现思路

[0005]本文的实施例涉及基于用纳米颗粒对石墨烯进行非共价修饰的化学传感器。在第一方面，包括一种具有石墨烯变容器的医疗装置。所述石墨烯变容器包括石墨烯层和设置在所述石墨烯层的外表面上的至少一个非共价修饰层。非共价修饰层包括选自纳米颗粒，该纳米颗粒选自可以包括一种或多种金属、金属氧化物或其衍生物的组。
[0006]在第二方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，其中至少一个修饰层在石墨烯层的上方提供5％至150％的表面积覆盖率。
[0007]在第三方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，医疗装置可以包括在医疗装置上以阵列配置的多个石墨烯变容器。
[0008]在第四方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，医疗装置还可以包括一个以上的非共价修饰层。
[0009]在第五方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，医疗装置可以包括两个至20个不同的非共价修饰层。
[0010]在第六方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，纳米颗粒可以包括金属或金属氧化物，该金属或金属氧化物选自可以包括金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钯(Pd)、三氧化二铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)、氧化锌(ZnO)、氧化钯
(PdO)、二氧化锡(SnO2)、钛(Ti)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、四氧二铁酸钴(CoFe2O4)、三氧化二铟(In2O3)、五氧化二钒(V2O5)、氧化铂(PtO2)、氧化铜(CuO)、氧化镉(CdO)、铌酸铬(CrNbO4)、CoNb2O6、二硫化钼(MoS2)、氧化钨(WO)、二氧化钨(WO2)、三氧化钨(WO3)、氧化钕(Nd2O3)、氮化硼(BN)、CeFeO4H、氧化锰(Mn3O4)、可以包括针铁矿、四方纤铁矿、纤铁矿和六方纤铁矿的羟基氧化铁(FeOOH)及其任何组合或衍生物的组。
[0011]在第七方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，其中纳米颗粒包括金纳米颗粒。
[0012]在第八方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，其中纳米颗粒还用可以包括烷基硫代基、烯基硫代基、炔基硫代基、杂烷基硫代基、杂烯基硫代基、杂炔基硫代基、卤代烷基硫代基、卤代烯基硫代基、卤代炔基硫代基、卤化杂烷基硫代基、卤化杂烯基硫代基、卤化杂炔基硫代基、芳基硫代基、取代的芳基硫代基、杂芳基硫代基或取代的杂芳基硫代基的基团进行修饰。
[0013]在第九方面，包括一种修饰石墨烯表面的方法。该方法可以包括使石墨烯层与包括一种或多种纳米颗粒的溶液或悬浮液相接触，该一种或多种纳米颗粒包括金属、金属氧化物或其衍生物。该方法可以包括形成设置在石墨烯层的外表面上的一种或多种纳米颗粒的至少一个非共价修饰层，其中至少一个非共价修饰层包括一种或多种纳米颗粒，该纳米颗粒选自可以包括一种或多种金属、金属氧化物或其衍生物的组。该方法可以包括使用接触角测角术、拉曼光谱法、扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、原子力显微镜法(AFM)、扫描隧道显微镜法(STM)或X射线光电子能谱法对至少一个非共价修饰层的表面覆盖范围进行量化。
[0014]在第十方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，其中至少一个非共价修饰层在石墨烯层的上方提供5％至150％的表面积覆盖率。
[0015]在第十一方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，其中使石墨烯层与溶液或悬浮液相接触包括将石墨烯层浸入溶液或悬浮液中。
[0016]在第十二方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，该方法还可以包括形成一个以上的非共价修饰层。
[0017]在第十三方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，纳米颗粒可以包括金属或金属氧化物，该金属或金属氧化物选自可以包括金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钯(Pd)、三氧化二铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)、氧化锌(ZnO)、氧化钯(PdO)、二氧化锡(SnO2)、钛(Ti)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、四氧二铁酸钴(CoFe2O4)、三氧化二铟(In2O3)、五氧化二钒(V2O5)、氧化铂(PtO2)、氧化铜(CuO)、氧化镉(CdO)、铌酸铬(CrNbO4)、CoNb2O6、二硫化钼(MoS2)、氧化钨(WO)、二氧化钨(WO2)、三氧化钨(WO3)、氧化钕(Nd2O3)、氮化硼(BN)、CeFeO4H、氧化锰(Mn3O4)、可以包括针铁矿、四方纤铁矿、纤铁矿和六方纤铁矿的羟基氧化铁(FeOOH)及其任何组合或衍生物的组。
[0018]在第十四方面，除了前述或下述方面中的一个或多个之外，或在一些方面的替代方面，其中纳米颗粒还用可以包括烷基硫代基、烯基硫代基、炔基硫代基、杂烷基硫代基、杂烯基硫代基、杂炔基硫代基、卤代烷基硫代基、卤代烯基硫代基、卤代炔基硫代基、卤化杂烷基硫代基、卤化杂烯基硫代基、卤化杂炔基硫代基、芳基硫代基、取代的芳基硫代基、杂芳基硫代基或取代的杂芳基硫代基的基团进行修饰。
[0019]在第十五方面，包括一种用于检测分析物的方法。该方法可以包括收集气态样品并且使气态样品与一个或多个石墨烯变容器接触，其中一个或多个石墨烯变容器中的每一个包括石墨烯层和设置在石墨烯层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医疗装置，其包括：石墨烯变容器，所述石墨烯变容器包括：石墨烯层；设置在所述石墨烯层的外表面上的至少一个非共价修饰层；以及其中所述至少一个非共价修饰层包括纳米颗粒，所述纳米颗粒选自包括一种或多种金属、金属氧化物或其衍生物的组。2.根据权利要求1和3至7中任一项所述的医疗装置，其中所述至少一个修饰层在所述石墨烯层之上提供5％至150％的表面积覆盖率。3.根据权利要求1至2和4至7中任一项所述的医疗装置，其包括在所述医疗装置上以阵列配置的多个石墨烯变容器。4.根据权利要求1至3和5至7中任一项所述的医疗装置，其还包括一个以上的非共价修饰层。5.根据权利要求1至5和6至7中任一项所述的医疗装置，所述纳米颗粒包括金属或金属氧化物，所述金属或金属氧化物选自包括金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钯(Pd)、三氧化二铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)、氧化锌(ZnO)、氧化钯(PdO)、二氧化锡(SnO2)、钛(Ti)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、四氧二铁酸钴(CoFe2O4)、三氧化二铟(In2O3)、五氧化二钒(V2O5)、氧化铂(PtO2)、氧化铜(CuO)、氧化镉(CdO)、铌酸铬(CrNbO4)、CoNb2O6、二硫化钼(MoS2)、氧化钨(WO)、二氧化钨(WO2)、三氧化钨(WO3)、氧化钕(Nd2O3)、氮化硼(BN)、CeFeO4H、氧化锰(Mn3O4)、包括针铁矿、四方纤铁矿、纤铁矿和六方纤铁矿的羟基氧化铁(FeOOH)及其任何组合或衍生物的组。6.根据权利要求1至5和7中任一项所述的医疗装置，其中所述纳米颗粒包括金纳米颗粒。7.根据权利要求1至6中任一项所述的医疗装置，其中所述纳米颗粒还用包括烷基硫代基、烯基硫代基、炔基硫代基、杂烷基硫代基、杂烯基硫代基、杂炔基硫代基、卤代烷基硫代基、卤代烯基硫代基、卤代炔基硫代基、卤化杂烷基硫代基、卤化杂烯基硫代基、卤化杂炔基硫代基、芳基硫代...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普，
申请(专利权)人：波士顿科学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：