论文部分内容阅读
第一章三维石墨烯@镍可抛式电极的制备及表征
目的:采用简便可控的方法,合成机械性能良好的三维石墨烯复合材料,应用材料批量制备三维可抛式电极.
方法:以商业化的泡沫镍为模板,甲烷为碳源,氢气为还原气体,氮气为保护气体,在高温管式炉中,采用化学气相沉积法合成三维石墨烯@镍(3D G@Ni)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)对合成的材料进行表征.采用自制的打孔器将材料裁剪为统一尺寸,通过铜丝连接,环氧树脂绝缘包封,制备成无支载的可抛式电极.
结果:SEM和Ramam表征结果显示镍表面生长的石墨烯片层层数少、面积大、结晶度好.3DG@Ni复合材料机械性能良好,可以通过简单方法批量制备成可抛式电极.可抛式电极的形态为直径3mm,厚度1mm的多孔三维圆柱体.
结论:化学气相沉积法合成3DG@Ni复合材料的过程简便可控,方法成本低廉;得到的材料机械性能良好,可批量制备为三维可抛式电极.
第二章SEED法构建电化学免疫传感器测定水通道蛋白4抗体
目的:采用可抛式3DG@Ni电极构建免疫电化学传感器,用于视神经脊髓炎生物标志物—水通道蛋白4抗体(Anti AQP4)的测定.
方法:在3DG@Ni电极表面,滴加氯金酸溶液,通过基质增强自发沉积法(SEED)原位沉积金纳米粒子(AuNPs),利用AuNPs将水通道蛋白4(AQP4)固定在电极表面,制备成测定AntiAQP4的电化学传感器.通过夹心免疫反应,依次将目标分析物AntiAQP4和生物素标记的水通道蛋白(Biotin AQP4)固定在电极表面.免疫反应后在电极表面滴加硝酸银溶液,通过第二步SEED反应在电极表面沉积银纳米粒子(AgNPs).传感器构建及免疫反应的各步骤通过SEM、交流阻抗(EIS)表征.将反应完成后的电极浸入氯化钾溶液中,通过线性扫描伏安法(LSV)测定电极表面AgNPs的量,根据AgNPs量与AntiAQP4浓度呈反比的关系,建立AntiAQP4的定量分析方法,并考察方法的分析性能.
结果:SEM、EIS表征结果显示,上述AuNPs沉积、AQP4的固定、夹心免疫反应及AgNPs沉积的各步骤成功实现.定量分析方法的线性范围为0.1ng/mL—75.0ng/mL,检出限为0.06ng/mL.将传感器用于2例添加AntiAQP4的生物样品测定,回收率分别为107.8%和106.0%.
结论:SEED法构建三维电化学免疫传感器的过程简单,传感器的灵敏度高,抗干扰能力强,稳定性和重现性好,具有潜在的实用价值.
第三章SEED法构建无酶电化学传感器测定细胞过氧化氢释放量
目的:采用可抛式3DG@Ni电极构建过氧化氢(H2O2)无酶电化学传感器,用于细胞H2O2释放量的测定.
方法:在3DG@Ni电极表面分别滴加氯金酸、氯化铜、氯金酸和氯化铜混合液,通过SEED法构建三种无酶传感器:三维金-石墨烯@镍(3D Au-G@Ni)、三维铜-石墨烯@镍(3D Cu-G@Ni)和三维金-铜石墨烯@镍(3D AuCu-G@Ni).通过SEM/元素能谱(SEM/EDS)表征传感器形貌和元素分布.采用循环伏安法(CV)、计时电量法(Q-T)及电流-时间曲线法(I-T)考察上述三种传感器及裸电极(3D G@Ni)对H2O2的电催化活性,筛选出催化活性最好的传感器,用于H2O2的检测.考察传感器的分析性能,并将传感器用于五种细胞(OCM-1、Hela、Muller、ARPE-19、MC3T3-E1)H2O2释放量的测定.
结果:SEM/EDS结果显示,不同传感器的界面形貌和元素分布存在显著差异.对H2O2电催化活性最好的传感器是3DAuCu-G@Ni.该传感器测定H2O2的线性范围为2—3361μM,检出限为0.4μM.传感器抗干扰能力强,稳定性高,重现性好,可重复使用.传感器信号响应速度快,可用于细胞H2O2释放量的测定.三种眼部细胞H2O2释放量从大到小依次为:OCM-1、Muller、ARPE-19;癌细胞释放量与正常细胞释放量存在显著性差异;不同来源的癌细胞(OCM-1和Hela)释放量无显著性差异,不同来源的正常细胞(ARPE-19和MC3T3-E1)释放量也无显著性差异.
结论:SEED法构建三维无酶H2O2电化学传感器的过程简单,传感器分析性能优异,可用于细胞H2O2释放量的测定.
第四章SEED法构建无酶葡萄糖电化学传感器测定血糖和泪糖
目的:采用可抛式3DG@Ni电极构建葡萄糖无酶电化学传感器,用于血糖和泪糖的测定.
方法:在0.2M的NaOH溶液中,采用CV法,考察三种已制备的无酶传感器(3D Au-G@Ni、3D Cu-G@Ni、3D AuCu-G@Ni)和裸电极(3D G@Ni)对葡萄糖的电催化活性,筛选出催化活性最好的传感器用于葡萄糖的测定.考察传感器的分析性能,并将传感器用于血样及泪样中葡萄糖的测定.
结果:对葡萄糖催化活性最好的传感器是3DAuCu-G@Ni;传感器测定葡萄糖的线性范围为1—1600μM,检出限为0.6μM;电极抗干扰能力强,稳定性高,重现性好,可重复使用.用传感器测定的血糖结果与医院结果相符,泪糖结果比文献报道值高.
结论:SEED法构建三维无酶葡萄糖电化学传感器的过程简单,传感器分析性能优异,可用于实际样品中葡萄糖浓度的测定.
目的:采用简便可控的方法,合成机械性能良好的三维石墨烯复合材料,应用材料批量制备三维可抛式电极.
方法:以商业化的泡沫镍为模板,甲烷为碳源,氢气为还原气体,氮气为保护气体,在高温管式炉中,采用化学气相沉积法合成三维石墨烯@镍(3D G@Ni)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)对合成的材料进行表征.采用自制的打孔器将材料裁剪为统一尺寸,通过铜丝连接,环氧树脂绝缘包封,制备成无支载的可抛式电极.
结果:SEM和Ramam表征结果显示镍表面生长的石墨烯片层层数少、面积大、结晶度好.3DG@Ni复合材料机械性能良好,可以通过简单方法批量制备成可抛式电极.可抛式电极的形态为直径3mm,厚度1mm的多孔三维圆柱体.
结论:化学气相沉积法合成3DG@Ni复合材料的过程简便可控,方法成本低廉;得到的材料机械性能良好,可批量制备为三维可抛式电极.
第二章SEED法构建电化学免疫传感器测定水通道蛋白4抗体
目的:采用可抛式3DG@Ni电极构建免疫电化学传感器,用于视神经脊髓炎生物标志物—水通道蛋白4抗体(Anti AQP4)的测定.
方法:在3DG@Ni电极表面,滴加氯金酸溶液,通过基质增强自发沉积法(SEED)原位沉积金纳米粒子(AuNPs),利用AuNPs将水通道蛋白4(AQP4)固定在电极表面,制备成测定AntiAQP4的电化学传感器.通过夹心免疫反应,依次将目标分析物AntiAQP4和生物素标记的水通道蛋白(Biotin AQP4)固定在电极表面.免疫反应后在电极表面滴加硝酸银溶液,通过第二步SEED反应在电极表面沉积银纳米粒子(AgNPs).传感器构建及免疫反应的各步骤通过SEM、交流阻抗(EIS)表征.将反应完成后的电极浸入氯化钾溶液中,通过线性扫描伏安法(LSV)测定电极表面AgNPs的量,根据AgNPs量与AntiAQP4浓度呈反比的关系,建立AntiAQP4的定量分析方法,并考察方法的分析性能.
结果:SEM、EIS表征结果显示,上述AuNPs沉积、AQP4的固定、夹心免疫反应及AgNPs沉积的各步骤成功实现.定量分析方法的线性范围为0.1ng/mL—75.0ng/mL,检出限为0.06ng/mL.将传感器用于2例添加AntiAQP4的生物样品测定,回收率分别为107.8%和106.0%.
结论:SEED法构建三维电化学免疫传感器的过程简单,传感器的灵敏度高,抗干扰能力强,稳定性和重现性好,具有潜在的实用价值.
第三章SEED法构建无酶电化学传感器测定细胞过氧化氢释放量
目的:采用可抛式3DG@Ni电极构建过氧化氢(H2O2)无酶电化学传感器,用于细胞H2O2释放量的测定.
方法:在3DG@Ni电极表面分别滴加氯金酸、氯化铜、氯金酸和氯化铜混合液,通过SEED法构建三种无酶传感器:三维金-石墨烯@镍(3D Au-G@Ni)、三维铜-石墨烯@镍(3D Cu-G@Ni)和三维金-铜石墨烯@镍(3D AuCu-G@Ni).通过SEM/元素能谱(SEM/EDS)表征传感器形貌和元素分布.采用循环伏安法(CV)、计时电量法(Q-T)及电流-时间曲线法(I-T)考察上述三种传感器及裸电极(3D G@Ni)对H2O2的电催化活性,筛选出催化活性最好的传感器,用于H2O2的检测.考察传感器的分析性能,并将传感器用于五种细胞(OCM-1、Hela、Muller、ARPE-19、MC3T3-E1)H2O2释放量的测定.
结果:SEM/EDS结果显示,不同传感器的界面形貌和元素分布存在显著差异.对H2O2电催化活性最好的传感器是3DAuCu-G@Ni.该传感器测定H2O2的线性范围为2—3361μM,检出限为0.4μM.传感器抗干扰能力强,稳定性高,重现性好,可重复使用.传感器信号响应速度快,可用于细胞H2O2释放量的测定.三种眼部细胞H2O2释放量从大到小依次为:OCM-1、Muller、ARPE-19;癌细胞释放量与正常细胞释放量存在显著性差异;不同来源的癌细胞(OCM-1和Hela)释放量无显著性差异,不同来源的正常细胞(ARPE-19和MC3T3-E1)释放量也无显著性差异.
结论:SEED法构建三维无酶H2O2电化学传感器的过程简单,传感器分析性能优异,可用于细胞H2O2释放量的测定.
第四章SEED法构建无酶葡萄糖电化学传感器测定血糖和泪糖
目的:采用可抛式3DG@Ni电极构建葡萄糖无酶电化学传感器,用于血糖和泪糖的测定.
方法:在0.2M的NaOH溶液中,采用CV法,考察三种已制备的无酶传感器(3D Au-G@Ni、3D Cu-G@Ni、3D AuCu-G@Ni)和裸电极(3D G@Ni)对葡萄糖的电催化活性,筛选出催化活性最好的传感器用于葡萄糖的测定.考察传感器的分析性能,并将传感器用于血样及泪样中葡萄糖的测定.
结果:对葡萄糖催化活性最好的传感器是3DAuCu-G@Ni;传感器测定葡萄糖的线性范围为1—1600μM,检出限为0.6μM;电极抗干扰能力强,稳定性高,重现性好,可重复使用.用传感器测定的血糖结果与医院结果相符,泪糖结果比文献报道值高.
结论:SEED法构建三维无酶葡萄糖电化学传感器的过程简单,传感器分析性能优异,可用于实际样品中葡萄糖浓度的测定.