基于纳米线及碳纳米管复合体系的电化学生物传感器研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jch26
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于生物识别的高度专一性与电化学信号检测的放大相结合的电化学生物传感器,具有选择性好、灵敏度高、分析快速、成本低、易于微型化和自动化等特点,在环境监测、临床诊断、农残分析、食品工业等领域具有广泛的应用前景。近年来,采用新技术和使用新材料是生物传感器的一个研究发展方向,其中用纳米材料构建生物传感器是目前的研究热点。纳米材料具有优良的物理、化学、电催化性能以及良好的生物相容性,将其应用于生物传感器的制备可以较大提高传感器的响应性能。本文研制了多种不同形貌的纳米材料,将这些材料组装到电极表面所得修饰电极可在低电位下实现对过氧化氢的灵敏快速检测,能用于生物传感界面的构建。将葡萄糖氧化酶固定到界面上,制备的生物传感器具有较高的灵敏度、较低的检测下限以及较快的响应速度。具体内容如下:(1)使用多孔阳极氧化铝模板采用原位共沉积法制备了聚硫堇纳米线/HRP/纳米金复合纳米材料,该复合纳米材料能有效地促进电子转移,能用于构建电化学生物传感器。将合成的复合纳米材料用壳聚糖溶液分散后稳定固定于玻碳电极(GC)表面,构建了H2O2生物传感器。在-0.1V的测定电位下,以磷酸盐缓冲液(PB)为底液,测定该传感器对H2O2的电化学响应。实验数据表明,对过氧化氢的响应快速灵敏,线性范围为5×10-7-1.3×10-2M,检测下限为3×10-7M,灵敏度为168μA mM-1 cm-2。另外,该传感器具有较好的稳定性和重复性。(第2章)(2)将聚碳酸酯模板固定在玻碳电极表面,用恒电位电沉积法制备了普鲁士蓝纳米线阵列,研究了普鲁士蓝纳米线阵列对过氧化氢的催化性能。在-0.1V下,阵列对过氧化氢响应灵敏,线性范围为1×10-7-5×10-2M,检测下限为5×10-8M。低的检测下限是由于纳米线阵列能提高性噪比,高的检测上限归因于阵列较大的表面积提供了大量的催化活性位点。用戊二醛交联法将葡萄糖氧化酶固定到纳米线阵列上,得到的葡萄糖传感器可实现对葡萄糖的无干扰检测,对葡萄糖有快速的响应,较宽的线性范围(2×10-6-1×10-2M)。(第3章)(3)在上一个工作中,固定酶的方法是戊二醛交联法,这会导致部分酶变性。文中接着探讨了制备普鲁士蓝与铂复合纳米线阵列,想通过电沉积法把酶固定到复合纳米线阵列表面。将聚碳酸酯模板固定在玻碳电极表面,用恒电位电沉积法先后沉积铂30s,普鲁士蓝30min,制得普鲁士蓝与铂复合纳米线阵列。研究了该阵列的电化学行为以及对过氧化氢的催化性能。实验数据表明,对过氧化氢的响应不稳定。用SEM和TEM对复合纳米线进行表征,从TEM图像中看出,合成的复合纳米线易断裂,这是由于普鲁士蓝和铂之间的作用力较弱。合成之前忽略了两者之间的作用力,导致实验结果不理想。(第4章)(4)制备了含有铂纳米颗粒(NSPt)的壳聚糖(CHIT)和正硅酸四乙酯(TEOS)溶胶-凝胶,将多壁碳纳米管(MWCNTs)分散于壳聚糖和溶胶-凝胶的混合体系中。用上述材料研制了一种MWCNTs和NSPt复合膜修饰玻碳电极,该复合膜具有MWCNTs和NSPt之间的协同效应,因此修饰电极对过氧化氢有灵敏的电化学响应。将葡萄糖氧化酶加入到复合体系中,构建了葡萄糖生物传感器。该传感器对葡萄糖在0.05-8mM有线性响应,相关系数为0.996,检测下限为10μM (S/N=3)。在用于实际样品体系的回收试验中,结果良好。(第5章)
其他文献
随着解决环境污染日益迫切的需求,半导体光催化降解技术受到了人们广泛的关注。然而,低的量子效率和太阳能利用率等因素制约了多数半导体的光催化应用。因此,设计合成新型高效光催化材料仍是当前研究的重点。具有光催化活性的层状化合物可剥离为二维纳米片层,作为构筑基元与各种客体形成复合异质结,能够有效地拓展材料的光谱响应范围,抑制载流子的快速复合,提高材料的光催化效率,因此广泛应用于半导体光催化领域。钴铝水滑石
一今年7月1日是党的80周年纪念日,值此重大的纪念日,工会干部认真学习党的历史显得尤为重要。我们党的三代领导核心对学习党的历史都十分重视,作过许多精辟的阐述。毛泽东曾
烯烃化合物是重要的化工原料之一,能发生亲电加成、自由基加成、取代及缩合等反应。作为烯烃化合物中重要的一种异构体--反式芳基烯烃,因具有典型的共轭结构及生物活性,已被广泛运用在各个领域。而烯烃的立体选择性合成也是有机合成中及其重要的一个研究领域。在众多已建立起来的合成反式芳基烯烃的方法中,通过内炔选择性半氢化的方法被认为是一种最为简单和直接的合成路线。基于此,本论文介绍了两种方法来合成得到反式芳基烯
学位
谣言在互联网上飞速地传播,但是互联网本身又具有一定的自净化能力来抑制和消解谣言。本文试图探析对互联网环境下谣言自净化功能产生影响的几大因素。笔者对互联网环境下谣
锡铜基合金可能是下一代锂离子电池的负极材料之一。电沉积法制备的锡铜基合金负极材料具有成本低、容易控制组成及厚度、比容量高和循环寿命长优点。本文通过脉冲电沉积法从以下三种溶液体系制备了锡铜基多元合金负极材料。采用充放电循环、XRD衍射、电化学阻抗、环境扫描电镜等研究了样品的电化学性能及制备条件如何影响样品的电化学性能。第一,从次亚磷酸钠、锡酸钠、氢氧化钠和醋酸钠的混合溶液制备了锡铜合金负极材料。当镀
学位
随着科学技术的进步,特别是在传感、探测、预警等领域对光电导材料提出了更高的要求。研究纳米无机半导体-聚合物复合光电导材料是当前国际上光电材料科学研究的前沿与热点之
学位
由电化学方法与压电传感技术联用发展起来的压电电化学,可在电化学研究现场动态监测电极表面低至纳克级(原子及分子单层或亚单层)的质量及溶液粘、密度改变等信息,具有实时同步