功能纳米材料信号放大的电化学生物传感器的研制及其应用
发布时间：2021-01-15 13:24
纳米技术的兴起带动了生物传感器的快速发展,随着研究和实际应用中更高分析要求的提出,高灵敏度和选择性以及快的响应速度仍旧是人们对生物传感器的诉求。目的:本研究尝试将新型功能化纳米材料和电化学传感新技术与方法纳入生物传感器的构建中,引入合适的增敏纳米材料:3D石墨泡沫（GF）、二维MXene及金属氧化物纳米粒子等,利用多种分子识别成分（生物酶和核酸适体）进一步提高电化学生物传感器的性能,促进电化学生物传感器向着高灵敏,高选择性和小型化的方向发展。方法:采用循环伏安法（CV）、电化学阻抗图谱（EIS）、方波伏安法（SWV）以及差分脉冲伏安法（DPV）等经典电化学方法对传感器的制备进行电化学表征;采用扫描电子显微镜（SEM）、拉曼分析及X射线光电子能谱（XPS）手段表征电极的形貌及元素。结果:1.建立了基于氮掺杂及普鲁士蓝颗粒改性的PB/NGF用于过氧化氢（H2O2）及葡萄糖检测的伏安传感平台。首先通过化学气相沉积（CVD）合成石墨泡沫,并通过介质阻挡等离子体放电实现氮元素（N）掺杂。PB颗粒通过电沉积在NGF上均匀生长。NGF的SEM图像验证了石墨...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号缩写对照表
第一章 绪论
1.1 电化学生物传感器概述
1.1.1 电化学免疫传感器
1.1.2 电化学酶传感器
1.1.3 电化学DNA传感器
1.1.4 一次性印刷电极为代表的新型电极形式的研究意义及发展现状
1.2 纳米材料及其在电化学生物传感器中的应用
1.2.1 零维纳米材料：金纳米粒子的生物传感应用
1.2.2 一维纳米材料：碳纳米管的生物传感应用
1.2.3 二维新兴纳米材料：MXene等二维材料的生物传感应用
1.3 本课题的选题依据与研究内容
第二章 基于三维石墨泡沫的无支撑电极用于高灵敏检测双氧水和葡萄糖
前言
2.1 仪器与试剂
2.2 实验内容
2.2.1 GFE的制备
2.2.2 NGF的制备
2.2.3 PB/NGFE的制备
2.2.4 GOx/PB/NGFE的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 工作气体和掺杂时间对NGF中氮元素掺杂含量的影响
2.3.2 电极的形貌表征
2.3.3 PB沉积时间优化和PB/NGFE的稳定性考察
2O"> 2.3.4 PB/NGFE检测H2O
2.3.5 GOx/PB/NGFE安培法测定葡萄糖含量
2.3.6 GOx/PB/NGFE选择性考察
2.3.7 GOx/PB/NGFE重复性和稳定性考察
2.3.8 生物样品检测
2.4 本章小结
第三章 基于MXene修饰的丝网印刷电极同时测定对乙酰氨基酚和异烟肼
前言
3.1 仪器与试剂
3.2 实验内容
3C2Tx的制备"> 3.2.1 MXene Ti3C2Tx的制备
3.2.2 MXene/SPE的制备
3.2.3 实际样品检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 MXene的形貌表征
3.3.2 MXene/SPE的电化学表征
3.3.3 ACOP和 INZ在不同传感器上的电化学行为考察
3.3.4 MXene/SPE对 ACOP和 INZ的电化学检测
3.3.5 实际样品分析
3.3.6 人体血清样本中 ACOP 和 INZ 的同时检测
3.4 本章小结
第四章 一种无标记电化学适配体传感器对C反应蛋白的高灵敏检测及其应用
4.1 仪器与试剂
4.2 实验部分
4.2.1 溶液配制
4.2.2 核酸修饰电极制备
4.2.3 电化学检测过程
4.3 结果与讨论
4.3.1 传感器的电化学表征
4.3.2 实验条件优化
4.3.3 适配体Kd值拟合
4.3.4 线性及检测限
4.3.5 重复性和稳定性考察
4.3.6 选择性考察
4.3.7 生物样品检测
4.4 本章小结
第五章 全文总结
5.1 结论
5.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
导师评阅表
【参考文献】：
期刊论文
[1]血清降钙素原、C-反应蛋白和白细胞介素6联合检测对脓毒症预后评估的临床价值[J]. 邱添,赵志刚,杨震,梁志欣,陈良安. 解放军医学院学报. 2016(06)
[2]碳纳米管作为催化剂载体的应用探究[J]. 任丙南. 化工管理. 2015(27)
[3]浅谈酶电极表面的电子传递[J]. 吴鹏超,白风荣. 内蒙古石油化工. 2013(16)
[4]纳米生物传感器的研究进展[J]. 张文毓. 传感器世界. 2013(05)
[5]电化学DNA传感器[J]. 周殿明,吴一丹,刘佩,陈翠花,蒋健晖. 化学传感器. 2011(01)
[6]我国电化学生物传感器的研究进展[J]. 刘艳. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(06)
博士论文
[1]基于丝网印刷技术的生物传感器的研究[D]. 陈平.中南大学 2013
[2]基于纳米材料信号增强的电化学生物传感器研究[D]. 王永红.湖南大学 2012
[3]DNA电化学生物传感器检测乳腺癌转移标志基因的实验研究[D]. 许雄伟.福建医科大学 2010
硕士论文
[1]基于核酸信号放大技术构建电致化学发光生物传感器的研究[D]. 陈安懿.西南大学 2017
[2]基于有机电化学晶体管的miRNA24生物传感研究[D]. 郑琼.湖南师范大学 2016
[3]核酸修饰酶检测的新型生物传感器研究[D]. 柳书成.湖南大学 2013
本文编号：2978947
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号缩写对照表
第一章 绪论
1.1 电化学生物传感器概述
1.1.1 电化学免疫传感器
1.1.2 电化学酶传感器
1.1.3 电化学DNA传感器
1.1.4 一次性印刷电极为代表的新型电极形式的研究意义及发展现状
1.2 纳米材料及其在电化学生物传感器中的应用
1.2.1 零维纳米材料：金纳米粒子的生物传感应用
1.2.2 一维纳米材料：碳纳米管的生物传感应用
1.2.3 二维新兴纳米材料：MXene等二维材料的生物传感应用
1.3 本课题的选题依据与研究内容
第二章 基于三维石墨泡沫的无支撑电极用于高灵敏检测双氧水和葡萄糖
前言
2.1 仪器与试剂
2.2 实验内容
2.2.1 GFE的制备
2.2.2 NGF的制备
2.2.3 PB/NGFE的制备
2.2.4 GOx/PB/NGFE的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 工作气体和掺杂时间对NGF中氮元素掺杂含量的影响
2.3.2 电极的形貌表征
2.3.3 PB沉积时间优化和PB/NGFE的稳定性考察
2O"> 2.3.4 PB/NGFE检测H2O
2.3.5 GOx/PB/NGFE安培法测定葡萄糖含量
2.3.6 GOx/PB/NGFE选择性考察
2.3.7 GOx/PB/NGFE重复性和稳定性考察
2.3.8 生物样品检测
2.4 本章小结
第三章 基于MXene修饰的丝网印刷电极同时测定对乙酰氨基酚和异烟肼
前言
3.1 仪器与试剂
3.2 实验内容
3C2Tx的制备"> 3.2.1 MXene Ti3C2Tx的制备
3.2.2 MXene/SPE的制备
3.2.3 实际样品检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 MXene的形貌表征
3.3.2 MXene/SPE的电化学表征
3.3.3 ACOP和 INZ在不同传感器上的电化学行为考察
3.3.4 MXene/SPE对 ACOP和 INZ的电化学检测
3.3.5 实际样品分析
3.3.6 人体血清样本中 ACOP 和 INZ 的同时检测
3.4 本章小结
第四章 一种无标记电化学适配体传感器对C反应蛋白的高灵敏检测及其应用
4.1 仪器与试剂
4.2 实验部分
4.2.1 溶液配制
4.2.2 核酸修饰电极制备
4.2.3 电化学检测过程
4.3 结果与讨论
4.3.1 传感器的电化学表征
4.3.2 实验条件优化
4.3.3 适配体Kd值拟合
4.3.4 线性及检测限
4.3.5 重复性和稳定性考察
4.3.6 选择性考察
4.3.7 生物样品检测
4.4 本章小结
第五章 全文总结
5.1 结论
5.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
导师评阅表
【参考文献】：
期刊论文
[1]血清降钙素原、C-反应蛋白和白细胞介素6联合检测对脓毒症预后评估的临床价值[J]. 邱添,赵志刚,杨震,梁志欣,陈良安. 解放军医学院学报. 2016(06)
[2]碳纳米管作为催化剂载体的应用探究[J]. 任丙南. 化工管理. 2015(27)
[3]浅谈酶电极表面的电子传递[J]. 吴鹏超,白风荣. 内蒙古石油化工. 2013(16)
[4]纳米生物传感器的研究进展[J]. 张文毓. 传感器世界. 2013(05)
[5]电化学DNA传感器[J]. 周殿明,吴一丹,刘佩,陈翠花,蒋健晖. 化学传感器. 2011(01)
[6]我国电化学生物传感器的研究进展[J]. 刘艳. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(06)
博士论文
[1]基于丝网印刷技术的生物传感器的研究[D]. 陈平.中南大学 2013
[2]基于纳米材料信号增强的电化学生物传感器研究[D]. 王永红.湖南大学 2012
[3]DNA电化学生物传感器检测乳腺癌转移标志基因的实验研究[D]. 许雄伟.福建医科大学 2010
硕士论文
[1]基于核酸信号放大技术构建电致化学发光生物传感器的研究[D]. 陈安懿.西南大学 2017
[2]基于有机电化学晶体管的miRNA24生物传感研究[D]. 郑琼.湖南师范大学 2016
[3]核酸修饰酶检测的新型生物传感器研究[D]. 柳书成.湖南大学 2013
本文编号：2978947
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