微生物燃料电池碳基阳极和金黄色葡萄球菌荧光/安培传感的研究
发布时间：2021-08-13 00:33
微生物燃料电池（MFC）是以产电微生物为阳极催化剂,将有机物中的化学能转变为电能的一种特殊燃料电池。它既是一种清洁能源,又是一种处理污水的新技术,己成为目前国内外相关领域的研究热点之一。然而,当前MFC较低的输出功率,限制了它的实际应用。作为生物催化剂的载体,MFC阳极极大地决定了 MFC的性能。阳极上产电菌的负载量和电极/产电菌间的胞外电子传递是影响MFC产电性能的重要因素。因此,本论文发展了新型三维石墨烯电极材料,并在碳基阳极材料表面修饰了离子液体聚合物,提高了细菌的负载量和电子传递效率,构建了产电性能优异的MFC。食源性致病菌作为引发食源性疾病的重要因素,己引起社会各界的广泛关注。建立快速灵敏、准确可靠的检测方法有助于食源性疾病的预防和及时治疗,从而更好地保障人民的生命财产安全。近年来,随着科技的发展,各种生物传感器在食品安全、疾病诊断、环境检测等领域展现出巨大的优势。尤其是电化学生物传感器和荧光生物传感器,具有高灵敏度、高选择性等优点,在食品安全领域发挥着越来越重要的作用。然而,目前生物传感器的检测下限大多处在102-105 CFU mL-1,而实际应用通常要求能检出数十个甚至...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 微生物燃料电池概述
1.1.1 微生物燃料电池基本工作原理
1.1.2 电化学活性微生物
1.1.3 胞外电子传递机制
1.1.4 微生物燃料电池阴极材料
1.1.5 微生物燃料电池阳极材料
1.1.6 微生物燃料电池的应用与挑战
1.2 致病菌检测
1.2.1 研究背景
1.2.2 传统检测方法
1.2.3 生物传感器
1.3 本文构思
第二章 三维石墨烯泡沫电极在微生物燃料电池阳极中的应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 实验步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 GCF的制备与表征
2.3.2 GCF的电化学性能
2.3.3 GCF的阳极性能
2.3.4 MFC的性能研究
2.4 本章小结
第三章 离子液体聚合物修饰的碳基阳极用于构建高性能微生物燃料电池的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 实验步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 CC-ILP和CF-ILP的表征
3.3.2 CC-ILP和CF-ILP的电化学性质
3.3.3 CC-ILP和CF-ILP阳极电流产生
3.3.4 胞外电子传递
3.3.5 阳极活性生物量检测
3.3.6 MFC性能研究
3.4 本章小结
第四章 基于可破解有机硅纳米胶囊的金黄色葡萄球菌荧光信号放大检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 实验步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 CDs的表征
4.3.2 表面氨基化的CDs@BONs的表征
4.3.3 氨基化Fe_3O_4纳米粒子的表征
4.3.4 免疫纳米胶囊、免疫磁珠和抗体修饰的CDs的表征
4.3.5 检测的可靠性
4.3.6 检测条件优化
4.3.7 S.aureus的检测
4.3.8 选择性考察和实际样品检测
4.4 本章小结
第五章 基于Au-AgNCs填充的壳聚糖纳米胶囊的金黄色葡萄球菌荧光/电化学双信号增敏检测
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 实验步骤
5.3 结果与讨论
5.3.1 Au-AgNCs的表征
5.3.2 Au-AgNCs@CNs的合成与表征
5.3.3 免疫纳米胶囊和免疫磁珠的表征
5.3.4 检测的可靠性
5.3.5 S.aureus的检测
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录一 攻读学位期间发表的相关论文
致谢
本文编号：3339376
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 微生物燃料电池概述
1.1.1 微生物燃料电池基本工作原理
1.1.2 电化学活性微生物
1.1.3 胞外电子传递机制
1.1.4 微生物燃料电池阴极材料
1.1.5 微生物燃料电池阳极材料
1.1.6 微生物燃料电池的应用与挑战
1.2 致病菌检测
1.2.1 研究背景
1.2.2 传统检测方法
1.2.3 生物传感器
1.3 本文构思
第二章 三维石墨烯泡沫电极在微生物燃料电池阳极中的应用研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 实验步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 GCF的制备与表征
2.3.2 GCF的电化学性能
2.3.3 GCF的阳极性能
2.3.4 MFC的性能研究
2.4 本章小结
第三章 离子液体聚合物修饰的碳基阳极用于构建高性能微生物燃料电池的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 实验步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 CC-ILP和CF-ILP的表征
3.3.2 CC-ILP和CF-ILP的电化学性质
3.3.3 CC-ILP和CF-ILP阳极电流产生
3.3.4 胞外电子传递
3.3.5 阳极活性生物量检测
3.3.6 MFC性能研究
3.4 本章小结
第四章 基于可破解有机硅纳米胶囊的金黄色葡萄球菌荧光信号放大检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 实验步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 CDs的表征
4.3.2 表面氨基化的CDs@BONs的表征
4.3.3 氨基化Fe_3O_4纳米粒子的表征
4.3.4 免疫纳米胶囊、免疫磁珠和抗体修饰的CDs的表征
4.3.5 检测的可靠性
4.3.6 检测条件优化
4.3.7 S.aureus的检测
4.3.8 选择性考察和实际样品检测
4.4 本章小结
第五章 基于Au-AgNCs填充的壳聚糖纳米胶囊的金黄色葡萄球菌荧光/电化学双信号增敏检测
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 实验步骤
5.3 结果与讨论
5.3.1 Au-AgNCs的表征
5.3.2 Au-AgNCs@CNs的合成与表征
5.3.3 免疫纳米胶囊和免疫磁珠的表征
5.3.4 检测的可靠性
5.3.5 S.aureus的检测
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录一 攻读学位期间发表的相关论文
致谢
本文编号：3339376
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