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第12期精选论文之四: 石墨烯基材料在毛细管电泳中的应用进展

石墨烯是由sp²杂化的碳原子构成的六元环无限延伸而形成的具有蜂窝状结构的二维平面晶体，是构筑碳的其它同素异形体的基本结构单元。2004年，英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov教授用胶带剥离石墨的方法得到了石墨烯，自此有关石墨烯的研究报道如雨后春笋般涌现。石墨烯具有大的比表面积、优异的导电性、良好的稳定性和高的机械强度。但是，石墨烯极易团聚，较强的π-π电子共轭作用会导致其疏水性较强，因此直接应用受到限制。氧化石墨烯是高结晶性的石墨烯强力氧化后的产物，具有二维层状结构，在片层结构间存在羟基和环氧基团，边缘也存在羧基，因此具有亲水性，同时提供了反应活性基团，扩展了应用范畴。还原氧化石墨烯是广义上的石墨烯材料。由于经历了氧化和还原步骤，其表面存在缺陷，利于修饰。石墨烯量子点是指尺寸小于100 nm的石墨烯片层，厚度为0.5～1.0 nm，它结合了石墨烯和量子点的优良性质，表面有含氧基团，具有良好的水溶性并易于功能化，是石墨烯家族中冉冉升起的一颗新星。上述石墨烯基碳材料，在分离科学领域展现了非常理想的应用前景。

毛细管电泳作为一种重要的液相分离技术，具备分离效率高、样品用量少、分析时间短和实际样品前处理简单等优点，如今已成为高效液相色谱技术的重要替代手段用于常规分析中。石墨烯基材料在毛细管电泳中能够发挥重要作用，将石墨烯材料与毛细管电泳技术结合，不仅拓展了石墨烯基材料的应用范围，同时也为生命复杂体系分析提供了新的方法，在医药分析、生命分析、食品分析、环境分析等领域中显示了巨大的潜力。

石墨烯基材料具有大的比表面积，利于分离，它们可以充当假固定相参与分离，也可以用作固定相材料与被分析物发生相互作用从而提高分离效率和选择性。近期，齐齐哈尔大学的徐蕾博士对石墨烯基材料近几年在毛细管电泳中的研究进展进行了总结和评述，包括直接加入到背景电解质中作为假固定相；吸附或键合到毛细管电色谱柱的固定相上形成半永久或永久涂层；用作毛细管电泳-电化学检测电极的修饰材料及毛细管电泳样品前处理的新型吸附剂材料；并对石墨烯基材料在毛细管电泳领域应用中存在的问题及未来的发展进行了展望。

该研究获得国家自然科学基金（21801147）、黑龙江省自然科学基金（B2016009）的资助，相关成果发表于《分析测试学报》2019年第12期1526~1534页。

doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2019.12.020

【引用本文】徐蕾，卢静，崔凤娟，高立娣. 石墨烯基材料在毛细管电泳中的应用进展[J]. 分析测试学报，2019，38(12):1526-1534.

【Cite this article】XU Lei, LU Jing, CUI Feng-juan, GAO Li-di. Application Progress of Graphene-based Materials in Capillary Electrophoresis[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019, 38(12):1526-1534.

延伸阅读：

[1] 刘佳，董旭，郭华，王嫚，申刚义.氧化石墨烯基质毛细管电色谱胰蛋白酶微反应器的性能研究[J].分析测试学报,2019,38(6):734-738.

doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2019.06.017

[2]田春容，朱鹏静，吕云，何宇雨，字敏，袁黎明.共价有机笼CC3-R毛细管电色谱柱用于拆分扁桃酸化合物的研究[J].分析测试学报,2019,38(3):318-322.

doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2019.03.010

[3]莫荣珍，徐树娟，金灿，王伟，季一兵.新型聚合物多孔涂层毛细管开管柱的制备及电色谱研究[J].分析测试学报,2017,36(9):1081-1086.

doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2017.09.004

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