基于碳纳米材料的电化学生物传感器的研究

发布时间：2017-05-12 08:10

  本文关键词：基于碳纳米材料的电化学生物传感器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物传感器是一门典型的多学科交叉技术,是生物分析技术的重要领域之一电化学生物传感器具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、所需仪器简单、易于实现微型化等优点,因而在化学、生物医学、环境监测、农残分析、食品、医药等等领域具有广泛应用。 纳米技术的引入,使得生物传感器的研究发展到更高级的阶段。纳米材料作为一种新型材料具有优良的物理、化学、电催化性能以及良好的生物相容性,具有很好催化性能、比表面积大、生物相容性好等特点,所以是目前的研究热点。将新型纳米材料应用于生物传感器的制备能显著提高传感器的灵敏度、降低检测限。 本论文首先介绍了纳米材料在生物传感器中的应用进展,着重对纳米材料在电化学生物传感器研究中的应用进行了综述,并在此研究基础上提出了论文的研究目的以及研究思路,即利用功能化新型纳米材料构建电化学生物传感器。主要利用纳米材料的特性,并能与生物大分子相结合的优势,同时采用电化学分析方法结合原理,制备用于研究实际样品的新型生物电化学传感器。本论文将碳纳米管、磁性石墨烯、四氧化三锰等纳米材料用作生物传感界面的构建。 本论文主要研究内容如下： (1)构建了一种多壁碳纳米管／离子液体(MWCNTs/ILs)纳米复合膜,以该复合膜为电极修饰材料固载抗体(Ab),MWCNTs特殊的管状结构和ILs良好的导电性为Ab提供了一个友好的生物微环境,不但保持了Ab的活性而且极大地促进了其直接电子转移。制备的MWCNTs/ILs/Ab修饰电极对AFB1小分子半抗原表现出良好的检测,其线性范围为0.1ngmL-1到10ngmL-1,检测限低0.15gM(S/N=3),灵敏度高而且重现性好。并且可用于实际样品-橄榄油中黄曲霉毒素的检测,具有一定的实际意义； (2)成功构建了一种基于磁调控的四氧化三铁/还原石墨烯氧化物复合膜与葡萄糖氧化酶结合的电化学传感平台。Fe3O4-RGO具有磁学性质及良好生物相容性的,该纳米层可吸附在磁性玻碳电极表面。循环伏安及交流阻抗的电化学行为研究表明制备的该传感器具有很好的电催化活性,高灵敏度、低检测限(0.15μM)。对葡萄糖的响应范围为0.05mM-1.5mM,选择性较好。因此,四氧化三铁/还原石墨烯氧化物复合膜是研究新型的第：：代传感器的理想平台。并且也可由于人体血清中葡萄含量的检测，，具有一定的实际应用价值； (3)通过将四氧化三锰（Mn304)与壳聚糖结合修饰在玻碳电极表面，构置了一种灵敏高效的Mn304/Chi无酶电化学传感器。该复合膜修饰电极对过氧化氢和半胱氨酸显示出较好的电催化响应，可以用作无酶电化学生物传感器。
【关键词】：电化学传感器 电化学免疫传感器 纳米材料 直接电化学 生物电催
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP212.3;O657.1
【目录】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第一章 前言11-31
• 1.1 生物传感器概述11-12
• 1.1.1 生物传感器的组成11
• 1.1.2 生物传感器的工作原理11-12
• 1.1.3 生物传感器的分类12
• 1.2 电化学生物传感器12-17
• 1.2.1 电化学生物传感器原理12-13
• 1.2.2 电化学生物传感器分类13
• 1.2.3 电化学免疫传感器13-14
• 1.2.4 电化学 DNA 生物传感器14-15
• 1.2.5 电化学酶生物传感器和无酶传感器15-17
• 1.3 纳米材料在电化学生物传感器中的作用17-22
• 1.3.1 纳米材料概述17-18
• 1.3.2 碳纳米材料在电化学生物传感器中的应用18-20
• 1.3.3 磁性纳米材料在电化学生物传感器中的应用20-21
• 1.3.4 金属氧化物纳米粒子在电化学生物传感器中的应用21-22
• 1.4 论文研究内容及意义22-24
• 参考文献24-31
• 第二章 交流阻抗方法检测橄榄油中黄曲霉毒素 B1电化学免疫传感器的研究31-42
• 2.1 引言31-32
• 2.2 实验部分32-34
• 2.2.1 试剂32
• 2.2.2 仪器32
• 2.2.3 多壁碳纳米管的打断32-33
• 2.2.4 AFBl免疫传感器的制备33-34
• 2.2.5 黄曲霉毒素标准溶液的前期处理34
• 2.2.6 加标橄榄油样品的制备34
• 2.2.7 提取34
• 2.3 结果与讨论34-39
• 2.3.1 循环伏安及电化学阻抗表征特征34-35
• 2.3.3 电化学免疫传感器的制备条件优化35-36
• 2.3.4 制备的 AFB1免疫传感器的分析性能36-37
• 2.3.5 免疫传感技术的稳定性及重现性研究37-38
• 2.3.6 橄榄油中黄曲霉毒素的检测38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 参考文献40-42
• 第三章 基于磁调控的四氧化三铁/还原石墨烯氧化物的电化学传感器的研究42-59
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验部分43-45
• 3.2.1 试剂材料43
• 3.2.2 仪器与方法43-44
• 3.2.3 磁性石墨烯纳米片的合成44
• 3.2.4 Fe_3O_4-GO-GOx 修饰磁性电极的制备44-45
• 3.3 结果与讨论45-54
• 3.3.1 Fe_3O_4-RGO 材料性能45-46
• 3.3.2 Fe_3O_4/RGO 纳米材料的表征46-47
• 3.3.3 GOx-Fe_3O_4/RGO /MGCE 复合膜的光谱分析47-48
• 3.3.4 GOx-Fe_3O_4/RGO 修饰电极的电化学阻抗表征48-49
• 3.3.5 Fe_3O_4-RGO /GOx 修饰电极的直接电化学49-50
• 3.3.6 溶液 pH 值对 Fe_3O_4/RGO/GOx 修饰电极的影响50-51
• 3.3.7 Fe_3O_4-GO/GOx 修饰电极的电催化性质51-53
• 3.3.8 GOx-Fe_3O_4-RGO/MGCE 修饰电极的选择性，稳定性53-54
• 3.3.9 实际样品的检测54
• 3.4 本章小结54-55
• 参考文献55-59
• 第四章 基于四氧化三锰纳米材料修饰的非酶电化学传感器59-67
• 4.1 引言59-60
• 4.2 实验部分60-61
• 4.2.1 试剂60
• 4.2.2 仪器与方法60
• 4.2.3 四氧化三锰纳米粒子的制备60-61
• 4.2.4 修饰电极的制备61
• 4.3 结果与讨论61-66
• 4.3.1 四氧化三锰(Mn_3O_4)的表征61-62
• 4.3.2 四氧化三锰(Mn_3O_4)纳米粒子修饰电极的电化学响应62
• 4.3.3 四氧化三锰/壳聚糖复合膜修饰电极对过氧化氢的电催化响应62-65
• 4.3.4 四氧化三锰/壳聚糖复合膜修饰电极对过半胱氨酸的电催化响应65-66
• 4.3.5 修饰电极的稳定性和重现性66
• 4.4 本章小结66-67
• 参考文献67-69
• 硕士期间的研究成果69-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈玲;;生物传感器的研究进展综述[J];传感器与微系统;2006年09期

  本文关键词：基于碳纳米材料的电化学生物传感器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：359230