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水热法制备二氧化钛—碳复合纳米材料作为电化学和光电化学生物传感器骨架

发布时间:2018-08-01 13:28
【摘要】:随着纳米材料的快速发展,生物传感器的研究制备进入更高级的阶段。纳米材料具有良好的物理、化学、机械、电催化和光催化性能,以及生物相容性好、比表面积大等优点,是目前研究的热点。将纳米材料应用到生物传感器的制备中能够有效提高传感器的灵敏度,拓宽线性范围以及降低检测限等。本文主要采用水热法合成出不同形貌的二氧化钛复合纳米材料,并以此为载体,运用不同的固定方法制备出性能良好的电化学酶传感器和光电化学酶传感器。主要内容如下:1.基于多壁碳纳米管-TiO2纳米管(MWCNT-TNT)复合材料的辣根过氧化酶(HRP)电化学传感器的制备及应用运用水热法成功合成出二氧化钛纳米管(TNTs)及其复合材料MWCNT-TNT,并借助透射电子显微镜、X-射线粉末衍射以及傅里叶红外光谱等手段对其进行系列表征;紧接着,以纳米材料作为载体,Nafion作为粘合剂,将HRP包埋于纳米材料并修饰于玻碳电极上,即为HRP传感器,并运用电化学方法研究其对双氧水的检测。2.基于石墨烯纳米片-Ti02纳米管(GNP-TNT)复合材料的酪氨酸酶(Tyr)电化学传感器的制备及应用同样用水热法成功合成出GNP-TNT复合纳米材料,并借助各种测试手段对其进行系列表征:同样用包埋法将Tyr与复合纳米材料结合在一起并修饰于玻碳电极表面制备出Tyr传感器,运用电化学方法研究其电化学行为并实现对邻苯二酚的检测。3.基于多壁碳纳米管-TiO2纳米颗粒(MWCNT-TNP)复合材料的乳酸脱氢酶(LDH)光电化学生物传感器的制备及应用运用水热法制备出MWCNT-TNP复合纳米材料,借助不同测试手段对其进行系列表征;接着,以MWCNT-TNP作为载体,运用EDC和NHS将LDH和NAD+交联于复合纳米材料上,并修饰于ITO电极表面制备出LDH传感器;最后,运用循环伏安法和光电流-时间(I-T)曲线法考察了该传感器的电化学和光电化学性能,并实现了对乳酸盐的微量检测。
[Abstract]:With the rapid development of nanomaterials, biosensor research has entered a more advanced stage. Nanomaterials with good physical, chemical, mechanical, electrocatalytic and photocatalytic properties, as well as good biocompatibility, large specific surface area and other advantages, is the focus of current research. The application of nanomaterials to biosensor can effectively improve the sensitivity of biosensor, widen the linear range and reduce the detection limit. In this paper, titanium dioxide composite nanomaterials with different morphologies were synthesized by hydrothermal method, and the electrochemical enzyme sensors and photochemical enzyme sensors with good performance were prepared by different immobilization methods. The main content is as follows: 1. Preparation and application of horseradish peroxidase (HRP) electrochemical sensor based on multiwalled carbon nanotube-TiO2 nanotubes (MWCNT-TNT) nanotubes (TNTs) and its composite MWCNT-TNT were successfully synthesized by hydrothermal method. It was characterized by X-ray powder diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy. Then, HRP was embedded in nano-materials and modified on glassy carbon electrode, which was called HRP sensor, and the electrochemical method was used to study the detection of hydrogen peroxide by using the nano-material as the carrier, Nafion as the binder, and then the HRP was embedded in the nano-material and modified on the glassy carbon electrode. Preparation and Application of tyrosinase (Tyr) Electrochemical Sensor based on graphene Nano-Ti02 Nanotube (GNP-TNT) Composites GNP-TNT Nano-composites were successfully synthesized by the same hydrothermal method. A series of characterization was carried out by means of a variety of test methods: Tyr sensors were also prepared by embedding Tyr and composite nanomaterials and modifying them on the surface of glassy carbon electrodes. The electrochemical behavior of catechol was studied by electrochemical method. Preparation and Application of lactate dehydrogenase (LDH) photochemical biosensor based on Multi-walled carbon Nanotube-TiO _ 2 nanoparticles (MWCNT-TNP) Composite Nanomaterials prepared by hydrothermal method and characterized by different testing methods. Using MWCNT-TNP as carrier, LDH and NAD were crosslinked to composite nano-materials by EDC and NHS, and modified on the surface of ITO electrode to prepare LDH sensor. The electrochemical and photoelectrochemical properties of the sensor were investigated by cyclic voltammetry and photocurrent-time (I-T) curves, and the trace detection of lactate was realized.
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1;TP212

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本文编号:2157732

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