纳米材料的合成、表征及其在生物传感器中的应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyfhua
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纳米材料的出现为生物传感器的发展提供了很好的平台。利用纳米材料独特的物理和化学性质,基于纳米材料的生物传感器的性能目前已被提高到一个新的水平,如具有灵敏度高、响应速度快、检测范围宽、选择性好和稳定性高等优点。本论文通过调控纳米材料的组成、结构、尺寸和形状,制备出新颖的纳米生物传感器,使用TEM、SEM、XRD、EDS、FTIR、UV-vis、EIS、CV等表征手段对纳米材料及其生物传感器的组成、结构、尺寸、形貌、晶体结构和性能等进行了表征。本论文获得的主要成果如下:1.用水热法制备了形状新颖的钛酸铋纳米片亚微球(NBTSMs)。借助氢键和静电相互作用,NBTSMs和蛋白质可以有序地组装在玻碳电极上,从而制备出高性能的生物传感器。研究发现,NBTSMs材料对酶有很好的生物相容性;能够实现酶与电极间的直接电子转移;对H2O2有较好的电催化性能,如宽的检测范围(2-430μM)、低的检测限(0.46μM)、小的米氏常数(204μM)、高的稳定性和好的可重复性。2.通过二次生长的方法合成了以ZnO纳米棒为主轴,SnO2纳米棒为枝丫的ZnO/SnO2复合纳米材料。将ZnO/SnO2复合纳米材料与血红蛋白(Hb)、壳聚糖(Chi)一起构筑了新颖的纳米生物传感器。研究发现,ZnO/SnO2复合纳米材料具有很好的生物相容性;能够实现酶与电极间的直接电子转移;对H2O2有较好的电催化性能,如宽的检测范围(2-370μM)、低的检测限(0.57μM)、高的稳定性和好的可重复性。3.将立方形的AucoreCo3O4shell纳米材料与聚丙烯酸(PAA)、辣根过氧化物酶(HRP)一起构筑了新的纳米生物传感器。通过紫外可见谱、电化学阻抗和循环伏安测量发现,AucoreCo3O4shell-PAA-HRP复合膜具有很好的生物相容性和电化学性质。复合膜中的HRP在磷酸缓冲溶液(PBS)中有一对可逆的氧化还原峰;对H2O2有较好的电催化性能,如宽的检测范围(2-370μM)、高的动力学常数(7.4 s-1)和比较小的米氏常数(0.91 mM)。
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