磁性纳米粒子的电化学转化及生物传感应用
[Abstract]:Nano-particle electrochemistry opens up a new direction of nanotechnology and exhibits attractive prospects in many fields. Nano-composites can bond multiple components and even show the synergistic effect. It is widely used. Its synthetic methods and performance development are the leading and difficult points. Magnetic nanoparticles have attracted much attention based on unique magnetic mechanics, electrical, thermal and other physical/ chemical properties, widely used in the fields of separation and enrichment and light-induced fever treatment, but their electrochemical development is rarely reported. Based on its abundant and excellent properties and functions, combined with flexible electrochemical technology, it is expected that the properties of magnetic materials can be further enriched, and the multifunctional magnetic nano composite material can be prepared, and the novel biosensor is developed. In this paper, we reviewed the progress of electrochemical biosensor, magnetic nanoparticles and Prussian blue. On these bases, we use a variety of electrochemical techniques to convert ferric oxide magnetic nanoparticles into Prussian blue with high electrochemical activity and catalytic properties in a mild environment, and prepare Prussian blue-gold composite material in combination with gold co-deposition technique. A sandwich immunobiosensor and a non-labeled aptamer biosensor based on magnetic nanoparticles were developed. The main work is as follows: 1. The new method of electrochemically converting Fe2O3 magnetic nanoparticles (MNPs) into Prussian blue (PB) in neutral water phase system was developed and used to amplify and detect the avian influenza virus. In the neutral K3Fe (CN) 6 solution, under the control of the magnetic field, the gold electrode surface is subjected to high potential to trigger electrochemical oxygen evolution to form a locally strong acid environment to cause the magnetic nano-particles to chemically react to release iron ions; and then, a low-potential electrochemical reduction is applied to obtain the K4Fe (CN) 6 and the iron ion to generate Prussian blue. controlling oxidation potential and time can regulate Prussian blue generation speed and property. The method further expands its electrochemistry on the magnetic basis of MNPs, and generates Prussian blue with strong electrochemical activity under a neutral initial environment. Inspired by this, we further developed a sandwich-type immunobiosensor with MNPs as markers, and then efficiently amplified the signal based on the electrochemical properties of PB generated by the electrochemical conversion of MNPs markers to sensitively detect the avian influenza virus (H5N1). The detection range of the biosensor is 0.0025 HAU-0.16HAU (5? L sample), and the detection limit is 0.00074 HAU, which is one order of magnitude lower than that of the same type of sensor. PB-Au nanocomposites were prepared by a new method combining MNPs electrochemical conversion and gold electrodeposition technology and used for high performance Ampere chemical sensing. firstly, MNPs are fixed on the surface of the gold magnetic electrode by a magnetic field, and PB is obtained by adopting the developed electrochemical conversion method in the 2m M HAu Cl4, 1m M K3[Fe (CN) 6] and 0.1M K2SO4 solution, meanwhile, in the low potential process, the electroreduced gold and the PB are uniformly mixed, finally a PB-Au composite material is obtained. the size and the shape of the PB-Au nano composite can be controlled by controlling the proportion of the precursor. The morphology, electrochemical performance and catalytic performance were characterized by scanning electron microscope (SEM) and various electrochemical techniques, and compared with the conventional PB modified electrode. PB-Au nano material modified electrode has good conductivity, good testing stability, excellent catalytic performance for H2O2 reduction and oxidation, and obviously superior to conventional PB or gold nanoparticle modified electrode. The linear detection interval of PB-Au modified electrode was 0. 002-5.7m M, the sensitivity was 934? A 路 cm-2 路 m M-1, the lower limit of detection was low (72n M), and excellent operation and storage stability were obtained. Development-free electrochemical aptamer biosensor based on PB-Au composite film. Based on the high conductivity, co-catalytic properties and biological affinity of PB-Au nano-materials, as well as the gold binding sites with rich surface, we fixed and modified the aptamer on the surface of the complex and used to capture thrombin. By means of the influence of thrombin on the surface mass transfer and conductivity of the electrode, a sensitive detection of the signal is realized with the electrochemical activity and catalytic activity of PB. The linear detection interval is 0. 1 n M-100n M, the sensitivity is 5. 1? A 路 cm-2 路 n M-1, and the lower limit of detection is 13p M. The non-labeled aptamer sensor also exhibits excellent reproducibility and stability. In addition, given its ease of use, simple design and convenient operation, the proposed method can be used as an excellent design pattern for the preparation of other biosensors.
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1;TP212.3
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,本文编号:2255467
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