银纳米材料的制备及其在电化学传感器中的应用研究
本文选题:电化学传感器 + 银纳米材料 ; 参考:《浙江大学》2015年硕士论文
【摘要】:电化学生物传感器具有准确、快速、简便、灵敏等特点,在食品检测、药物分析及临床应用等相关领域具有重要应用前景。随着纳米材料的飞速发展,纳米材料在生物传感器中的应用已成为研究的热点,而具有优良导电能力的银纳米材料更是受到越来越广泛的关注。本论文主要围绕几类银纳米材料的制备,研究考察了所构筑电极在葡萄糖、手性氨基酸、过氧化氢等检测分析中的应用。 1.制备不同形貌的纳米材料:金-银纳米管、银纳米方块、银纳米颗粒、氧化铜纳米线。金-银纳米管、银纳米方块、银纳米颗粒均采用多元醇还原法得到,形貌均一且其直径均在100nm左右。氧化铜纳米线通过湿化学法制备,制备简单、形貌均一且直径为100nm.。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射(XRD)表征了纳米材料的形貌结构。 2.构筑了基于银纳米方块的辣根过氧化物酶/葡萄糖氧化酶的葡萄糖双酶传感器,采用原子力显微镜和循环伏安法表征了电极的构筑过程,循环伏安法表征验证了双酶体系修饰电极对葡萄糖的检测机理,银纳米方块和HRP起到了双重放大信号的作用。在优化条件下,采用安培计时电流法在-0.2V的工作电位下测定葡萄糖,线性范围为10μmol L-1~1.5mmol L-1,检测限为0.698μmol L-1,且具有较高的灵敏性和良好的稳定性,可用于血清样品中葡萄糖的检测。 3.构筑了基于银纳米线的电化学手性传感器,实现了对苯丙氨酸的手性识别。透射电子显微镜表征了β-CD-S-AgNWs的形貌,差分脉冲伏安法表征验证了复合纳米材料β-CD-S-AgNWs修饰电极对L-苯丙氨酸的检测机理。通过优化银纳米线与p-CD的质量比、反应时间等条件,构筑电极可实现对L-苯丙氨酸的分析测定,其线性范围为0.5-12mmolL-1,检测限为0.024μmol L-1。 4.将制备的银纳米材料、银合金纳米材料及其他金属纳米材料与壳聚糖混合,构筑纳米材料-壳聚糖复合膜修饰的H202无酶传感器,并初步探索了不同形貌纳米材料的电催化活性和导电性的差异。通过循环伏安法表征了修饰电极的电化学特性,考察了工作电位、检测体系pH值及纳米材料滴涂量对修饰电极灵敏度的影响。在优化条件下,以上构筑电极可以对过氧化氢进行快速、灵敏的检测。其中,基于Au-AgNTs-CS修饰电极对H202的检测范围为0.008~1.3mmol L-1,检测限为3.18μmol L-1;基于AgNPs-CS修饰电极对H202的检测范围为0.008~1.75mmol L-1,检测限为0.066μmol L-1;基于CuONWs-CS修饰电极对H202的检测范围为0.008~0.654mmol L-1,检测限为7.42μmol L-1。根据上述检测结果可以得出:银纳米材料较银合金及氧化铜纳米材料导电能力更强;同种银纳米材料相比,颗粒越小,导电能力越强,检测限越低,检测范围越宽。
[Abstract]:Electrochemical biosensor has the characteristics of accuracy, rapidity, simplicity and sensitivity. It has important application prospect in food detection, drug analysis and clinical application. With the rapid development of nanomaterials, the application of nanomaterials in biosensors has become a hot topic, and silver nanomaterials with excellent conductivity have been paid more and more attention. In this paper, the preparation of several kinds of silver nanomaterials was studied and the application of the electrodes in the detection and analysis of glucose, chiral amino acids and hydrogen peroxide was investigated. 1. Gold-silver nanotubes, silver nanometers, silver nanoparticles, copper oxide nanowires were prepared. Au-Ag nanotubes, silver nanometers and silver nanoparticles were obtained by polyol reduction method with uniform morphology and diameter of 100nm. Copper oxide nanowires were prepared by wet chemical method. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray powder diffraction (XRD) were used to characterize the morphology and structure of the nanocrystalline materials. A glucose double enzyme sensor of horseradish peroxidase / glucose oxidase based on silver nanobox was constructed. Atomic force microscopy (AFM) and cyclic voltammetry (CV) were used to characterize the process of electrode construction. Cyclic voltammetry confirmed the mechanism of glucose detection at the electrode modified by double enzyme system. Silver nanometers and HRP played a double amplification role. Under the optimized conditions, the ammeter time current method was used for the determination of glucose at a working potential of -0.2 V. The linear range was 10 渭 mol / L ~ (-1) and the detection limit was 0.698 渭 mol / L ~ (-1). The method had high sensitivity and good stability, and the linear range was 10 渭 mol / L ~ (-1) and the detection limit was 0.698 渭 mol / L ~ (-1). It can be used for the determination of glucose in serum samples. An electrochemical chiral sensor based on silver nanowires was constructed to realize chiral recognition of phenylalanine. The morphology of 尾 -CD-S-AgNWs was characterized by transmission electron microscope (TEM), and the detection mechanism of L- phenylalanine by 尾 -CD-S-AgNWs modified electrode was verified by differential pulse voltammetry. By optimizing the mass ratio of silver nanowires to p-CD and reaction time, the determination of L- phenylalanine can be achieved by using the constructed electrode. The linear range is 0.5-12 mmol / L ~ (-1) and the detection limit is 0.024 渭 mol / L ~ (1.4). The prepared silver nanomaterials, silver alloy nanomaterials and other metal nanomaterials were mixed with chitosan to construct an enzymatic sensor modified by nano-materials and chitosan composite films. The difference of electrocatalytic activity and conductivity of nano-materials with different morphologies was preliminarily explored. The electrochemical characteristics of the modified electrode were characterized by cyclic voltammetry. The effects of working potential, pH value of the system and the amount of nano-material on the sensitivity of the modified electrode were investigated. Under the optimized conditions, the above constructed electrodes can be used for rapid and sensitive detection of hydrogen peroxide. Of which, The detection range of H202 based on Au-AgNTs-CS modified electrode is 0.008~1.3mmol L-1, the detection limit is 3.18 渭 mol L-1, the detection limit of H202 based on AgNPs-CS modified electrode is 0.008~1.75mmol L-1, the detection limit is 0.066 渭 mol L-1, and the detection limit of H202 based on CuONWs-CS modified electrode is 0.008~0.654mmol L-1 with detection limit of 7.42 渭 mol L-1. According to the above results, it can be concluded that silver nanomaterials have stronger conductivity than silver alloys and copper oxide nanomaterials, and the smaller the particles, the stronger the conductivity, the lower the detection limit and the wider the detection range.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP212.2;TB383.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 朱念,朱建国,朱果扣;纳米材料的特性及开发[J];今日科技;1996年10期
2 炎子;国际纳米材料论坛与技术应用研讨会在京举行[J];光通信技术;2001年02期
3 ;纳米材料产业与市场[J];微纳电子技术;2003年02期
4 ;纳米材料[J];电子科技文摘;2006年02期
5 常同钦;;纳米材料的测试与表征[J];微纳电子技术;2006年10期
6 ;材料 纳米材料[J];电子科技文摘;2006年10期
7 程文芳;;日本开始研究纳米材料安全性[J];半导体信息;2006年04期
8 朱信华;朱健民;;铁电纳米材料和纳米结构研究的进展(英文)[J];电子显微学报;2007年03期
9 杨勇骥;汤莹;于洋;雷长海;羊富光;;纳米材料侵入细胞的电镜研究[J];电子显微学报;2008年05期
10 ;复旦大学研制出纳米材料通电后可变色[J];科技传播;2009年05期
相关会议论文 前10条
1 耿延玲;冯萍;匡少平;;ZnO纳米材料的制备与表征[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
2 袭著革;;纳米材料对心血管系统影响的研究进展[A];中国营养学会特殊营养第七届学术会议会议资料汇编[C];2009年
3 刘宏;;山东省纳米材料科技发展报告[A];山东省材料发展报告(2007-2008)[C];2008年
4 张秋禹;谢钢;罗正平;;纳米材料在化工方面的应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
5 周海光;李秀女;田中群;;纳米材料的表面增强喇曼光谱研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
6 冯西桥;王刚锋;余寿文;;纳米材料有效性质中的界面效应[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
7 金晓鸿;;纳米材料在船舶领域中的应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
8 王建山;冯西桥;秦庆华;;纳米材料手性形貌形成的表面应力机制[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
9 张立;黄承志;;纳米材料在生物医药光散射分析中的应用[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
10 张玲;刘晓勤;姚虎卿;;纳米材料在催化领域中的应用及展望[A];中国化工学会2008年石油化工学术年会暨北京化工研究院建院50周年学术报告会论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 东方;纳米材料走近纺织[N];中国纺织报;2000年
2 本报记者 任丽梅;纳米材料生产有了“标准”可依[N];中国改革报;2005年
3 张晓枫;纳米材料测试体系在上海建成[N];中国化工报;2004年
4 驻浙江记者 董波;浙江省纳米材料开发应用协会成立[N];中国建材报;2002年
5 本报记者 刘纪生;纳米材料技术与钢铁工业结缘[N];中国冶金报;2004年
6 徐风;我国发布七项纳米材料国家标准[N];中国质量报;2005年
7 本报记者 孙明河;从房地产业到纳米材料[N];科技日报;2000年
8 通讯员 蒋宏 记者 何连弟;大面积纳米材料实现可操控排布[N];文汇报;2002年
9 沈学友;纳米材料安全吗[N];中国国门时报;2006年
10 岳阳;建立纳米材料安全评估体系迫在眉睫[N];中国医药报;2006年
相关博士学位论文 前10条
1 田广茹;铬、钼、钨氧化物和含氧酸盐微/纳米材料的合成与表征[D];山东大学;2009年
2 穆庆鑫;功能化纳米材料的生物效应与分子机制研究[D];山东大学;2010年
3 刘迪;低维纳米材料界面性质的理论和模拟研究[D];吉林大学;2010年
4 徐树玲;铜基纳米材料的液相合成与表征[D];山东大学;2010年
5 王淑芬;几种氧(硫)化物纳米材料的制备及发光性质的研究[D];山东大学;2006年
6 许华胜;我国纳米材料产业化机制研究[D];同济大学;2007年
7 郭江江;水相体系中软模板法制备片状聚苯乙烯纳米材料[D];北京化工大学;2008年
8 顾福博;乳液体系中新型纳米材料的合成表征及其生成机理研究[D];北京化工大学;2008年
9 吕春艳;氧化锌微/纳米材料的调控制备及性能研究[D];吉林大学;2012年
10 赵艳;铜系金属及其氧化物纳米材料的低温液相合成与性能研究[D];吉林大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 叶秀平;纳米材料及铋膜修饰玻碳电极的研究和应用[D];华中师范大学;2009年
2 沈冉;低维纳米材料的制备、性质及应用[D];中国科学技术大学;2009年
3 谢立娟;硫化镉纳米材料的合成及光催化性能研究[D];内蒙古民族大学;2010年
4 程思;压力作用下几种纳米材料的性质研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 任德香;纳米材料的生物安全性研究进展[D];东北师范大学;2010年
6 谭琳;基于离子液体制备纳米材料及其在电化学和生物传感器中的应用[D];云南师范大学;2009年
7 刘燕妮;掺铕氟磷酸锶纳米材料的制备及其性能研究[D];复旦大学;2009年
8 桂义才;锰二元化合物微/纳米材料的合成及机理研究[D];上海交通大学;2009年
9 杜伟杰;纳米材料的制备及其在生物传感和检测中的应用[D];华东师范大学;2010年
10 宋雪原;纳米材料在靶向药物传输及生物分子检测上的应用[D];青岛科技大学;2010年
,本文编号:2083766
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2083766.html