静电纺丝型生物传感器的构建及应用

发布时间：2017-08-31 08:04

  本文关键词：静电纺丝型生物传感器的构建及应用

  更多相关文章： 静电纺丝 传感器 纳米纤维 碳纳米管 电致化学发光 电化学

【摘要】：近年来,生物传感技术作为一项前沿的科学技术,日益受到研究者们的关注。生物传感技术在环境监测、食品安全、生命科学以及临床医学等领域都获得了高度的重视和广泛的应用。随着科学技术的高速发展,建立实用、高效、快速、高灵敏度、高选择性和高准确度的传感器已经成为研究热点和发展趋势。由于纳米技术的发展,将纳米材料应用于生物传感器的研究领域中,不仅能够展示出纳米材料自身的优越性能,还能为生物传感器的研究与发展开拓更广阔的前景。静电纺丝技术是合成纳米纤维材料的一种快速、简单、有效的手段。通过与其它纳米材料相结合,可以制备出多种功能化的纳米纤维。因此静电纺丝技术能够丰富生物传感界面的构建材料,从而拓展静电纺丝纤维的应用领域。本文研究内容主要有三个部分：1、构建基于碳纳米管掺杂的静电纺丝纤维的电化学阻抗传感器并实现对甲醛的检测,本部分内容利用静电纺丝技术设计并合成了对甲醛有多识别位点的仿生纳米纤维,且通过掺杂碳纳米管可有效提高纳米纤维的导电性。利用交流阻抗方法作为终端检测手段,实现对甲醛分子的高效识别,从而成功建立具有高性能的检测方法。2、 基于功能化静电纺丝纤维的电致化学发光免标记型的甲胎蛋白免疫分析。本部分内容利用静电纺丝方法制备碳纳米管掺杂的纳米纤维,设计了一种针对甲胎蛋白的免标记型电致化学发光免疫传感器。此外,该部分内容还探索了一种成本低廉且无需共反应试剂的电致化学发光试剂(过硫酸根离子),并深入探讨它的电致化学发光机理。所以本实验通过结合上述材料成功建立了成本低、高灵敏、高选择性的免标记型电致化学发光免疫传感器,还计算出了甲胎蛋白抗体和抗原之间的结合常数。3、基于磁性纳米粒子掺杂的功能化纳米纤维的黄曲霉毒素B1电致化学发光免疫传感器的构建及应用。该部分研究了在静电纺丝纤维的制备过程中引入磁性纳米粒子,以利于所制备的静电纺丝在传感器的固定化,且使得该功能化的磁性纳米纤维同时拥有静电纺丝纤维和磁性纳米粒子的优势。另外,具有超级结构的碳纳米角也被用于该免疫传感器的构建。通过这些材料的优势相结合,本实验所设计的生物感器具有检测快速、灵敏高、稳定性好等优势。
【关键词】：静电纺丝 传感器 纳米纤维 碳纳米管 电致化学发光 电化学
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1
【目录】：

• 中文摘要2-4
• Abstract4-6
• 中文文摘6-11
• 绪论11-19
• 0.1 生物传感器概述11-13
• 0.1.1 生物传感器的基本原理11-12
• 0.1.2 生物传感器的发展12
• 0.1.3 生物传感器的分类12-13
• 0.2 静电纺丝13-18
• 0.2.1 静电纺丝技术工艺13-14
• 0.2.2 静电纺丝纳米技术发展14-15
• 0.2.3 静电纺丝纳米纤维的应用15-18
• 0.2.3.1 碳纳米管功能化的静电纺丝纤维在传感器中的应用15-16
• 0.2.3.2 金属纳米粒子功能化的静电纺丝纤维于传感器中的应用16-18
• 0.3 本文立题思想18-19
• 第一章 基于静电纺丝纳米纤维的电化学阻抗仿生传感器的构筑及应用19-35
• 1.1 前言19-21
• 1.2 实验部分21-22
• 1.2.1 化学试剂21
• 1.2.2 实验仪器与测试方法21
• 1.2.3 制备对甲醛有识别作用的聚甲基丙烯酰肼(PMAH)21
• 1.2.4 静电纺丝技术合成具有仿生识别的碳纳米管掺杂的复合纳米纤维(PMAH/CNTs-NFs)21
• 1.2.5 修饰玻璃碳电极21-22
• 1.3 结果与讨论22-33
• 1.3.1 电化学阻抗仿生传感器的传感器原理22-23
• 1.3.2 表征23-26
• 1.3.2.1 PMAH的红外谱图表征23
• 1.3.2.2 扫描电镜和透射电镜表征23-24
• 1.3.2.3 不同修饰电极的电化学表征24-26
• 1.3.3 传感原理可行性分析26-29
• 1.3.4 条件优化29-30
• 1.3.5 仿生传感器的分析性能30-33
• 1.3.5.1 仿生传感器的传感性能30
• 1.3.5.2 传感器的稳定性和选择性分析30-33
• 1.4 本章小结33-35
• 第二章 基于碳纳米管功能化的静电纺丝纳米纤维的过硫酸根ECL传感器及免疫分析应用35-49
• 2.1 前言35-36
• 2.2 实验部分36-37
• 2.2.1 化学试剂及仪器36
• 2.2.2 免疫传感器的构建过程36-37
• 2.3 结果与讨论37-48
• 2.3.1 电致化学发光免疫传感器的传感器原理37-38
• 2.3.2 表征38-40
• 2.3.2.1 扫描电镜和透射电镜表征38
• 2.3.2.2 传感界面的电化学与电致化学发光表征38-40
• 2.3.3 探讨过硫酸根离子的电制化学发光机理40-42
• 2.3.4 实验条件优化42-44
• 2.3.4.1 电沉积电位与扫描次数优化以及CNTs@PFs量的优化42
• 2.3.4.2 抗体与抗原孵育时间的优化42-44
• 2.3.5 计算AFP抗体和抗原结合常数44-47
• 2.3.6 传感器分析性能47-48
• 2.4 本章小结48-49
• 第三章 基于磁性纳米纤维/碳纳米角的黄曲霉毒素B1免标记型电致化学发光免疫传感器的构建及应用49-61
• 3.1 前言49-50
• 3.2 实验部分50-52
• 3.2.1 化学试剂及仪器50
• 3.2.2 静电纺丝合成Fe_3O_4-MNFs50-51
• 3.2.3 ECL免疫传感器的构建51-52
• 3.3 结果与讨论52-59
• 3.3.1 表征52-54
• 3.3.1.1 扫描电镜表征52-53
• 3.3.1.2 不同修饰电极以Fe(CN)_6~(3-/4-)为探针的电化学表征53
• 3.3.1.3 传感界面的构建过程在鲁米诺溶液中的电化学及电致化学发光的表征53-54
• 3.3.2 实验条件的优化54-57
• 3.3.2.1 Fe_3O_4-MNFs和CNHs的浓度进行优化54-55
• 3.2.2.2 AFB1抗体组装时间、抗原孵育时间以及pH值的优化55-57
• 3.3.3 ECL免疫传感器的分析性能57-59
• 3.3.3.1 ECL免疫传感器的传感性能57-59
• 3.3.3.2 稳定性与选择性的评估59
• 3.4 本章小结59-61
• 第四章 结论61-63
• 展望63-65
• 参考文献65-81
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果81-85
• 致谢85-87
• 个人简历87-89

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本文编号：764402