二硫化钼纳米复合材料在电化学传感器的应用研究

发布时间：2018-03-28 18:34

本文选题：二硫化钼　切入点：电化学传感器　出处：《南京邮电大学》2017年硕士论文

【摘要】：电化学传感器因具有响应速度快、灵敏度高、选择性好、易于操作以及成本低等特点,已广泛应用到临床医疗、环境监测、食品安全、交通运输、国防安全等各个领域。通过将纳米材料引入到新型电化学生物传感平台的构建中,可显著提高电化学传感器的稳定性和检测性能。其中,具有类石墨烯结构的新型片层纳米材料——二硫化钼,被逐渐被用于构建传感平台。本文以提高电化学传感器的性能为出发点,成功构建了多种基于二硫化钼纳米复合材料的电化学传感器,实现了对多种化学或生物分子特异性的检测,具体工作如下:1、构建了基于二硫化钼复合材料的电化学传感器,实现了对邻苯二酚的高灵敏检测。本章在二硫化钼纳米片、金纳米颗粒功能化二硫化钼(MoS_2-Au)、铂纳米颗粒功能化二硫化钼(MoS_2-Pt)以及金铂合金纳米颗粒功能化二硫化钼(MoS_2-Au@Pt)纳米复合材料成功制备的基础上,构建了四种基于二硫化钼的电化学传感器,并系统研究了这些传感器对邻苯二酚的检测性能。实验结果表明,四种电化学传感器均能很好地实现对邻苯二酚的检测,其中基于MoS_2-Au@Pt的电化学传感器检测性能最好。而且所构建的四种传感器均具有良好的重现性和稳定性,可实现实际水样中邻苯二酚的高灵敏、特异性检测,表明二硫化钼复合材料可用于构建新型的电化学传感平台。2、构建了基于二硫化钼复合材料双信号模式电化学传感器,实现了对microRNA-21高灵敏、特异性的检测。本章将DNA“三明治”结构与纳米信号放大探针有效结合,构建了基于MoS_2-Au的电化学传感器。以[Ru(NH3)6]3+和[Fe(CN)6]3-/4-作为电化学信号分子,通过差分脉冲(DPV)和交流阻抗(EIS)两种电化学检测方法,利用检测过程中电流和电阻变化监控电化学传感器的组装过程和实现对目标microRNA-21的检测。结果表明DPV和EIS两种检测方法的线性范围均为10 fM-1 n M,检出限分别为0.78 fM和0.45 fM。由于层状纳米信号探针的特性,EIS法的检测信号放大效果明显优于DPV法。不仅如此,该传感器还具有灵敏度高、稳定性好、选择性好、易操作等特点,可用于实际体系中microRNA-21的高灵敏检测,表明该传感器在DNA/microRNA检测方面拥有潜在的应用价值。3、构建了基于二硫化钼纳米复合材料的电化学免疫传感器,实现了对癌胚抗原(CEA)的高灵敏、特异性检测。本章将MoS_2-Au纳米复合材料同时作为电极表面的修饰材料和纳米信号放大探针的构建材料,结合抗体-抗原的特异性作用,构筑了经典的“三明治”结构电化学免疫传感器。为了进一步提升检测性能,引入辣根过氧化酶(HRP)作为纳米探针的封闭剂和信号放大剂,利用HRP在过氧化氢存在条件下对底物邻苯二胺(o-PD)进行氧化从而产生电化学信号的原理,实现对检测信号的双重放大。实验结果表明,该电化学免疫传感器的峰电流与CEA浓度在10 fg mL-1-1 ng mL-1范围内呈线性关系,其检出限为0.85 fg mL-1。此外,该免疫传感器还具有优异的稳定性、特异性,可实现实际样本中CEA检测,说明该免疫传感器在肿瘤标志物检测领域有很大的应用空间。
[Abstract]:A novel electrochemical sensor based on molybdenum disulfide was successfully constructed by introducing nano - material into a new electrochemical sensor platform .

【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.1;TB33

【参考文献】