纸基氧化锌的多元敏化及其在光电化学生物传感中的应用

发布时间：2023-12-24 12:34

　　光电化学传感器在工业生产、疾病诊断治疗、环境保护等领域有着广泛的应用,而具有合适的带隙和较高载流子迁移率的光敏材料在获得理想的光电流信号中起着至关重要的作用。氧化锌作为一种应用非常广泛的宽禁带半导体材料,具有令人满意的光电性能和良好的化学稳定性。然而,氧化锌的宽禁带使其只能在紫外光下被激发,光生的电子-空穴对极易复合,这大大限制了氧化锌在光电化学传感中的应用。为了解决其固有的缺陷,可通过利用不同的窄带隙半导体材料敏化宽带隙的氧化锌,大大提高光电化学传感器的性能。纤维素纸具有高孔隙率、大表面积、易改性和良好的柔韧性等优良特性,已被用作纳米材料功能化的高亲和性基质。结合课题组在纸基传感器件领域的基础研究,本工作制备了不同形貌的纸基氧化锌并敏化多种光电活性材料,联合不同的光电信号放大策略,构建多种纸基光电化学生物传感平台,用于肿瘤标志物的灵敏监测。具体开展了以下几个方面的工作:(1)采用电沉积技术,调控不同的反应条件,成功地在纸基金电极表面原位生长了不同形貌的氧化锌纳米管、纳米片。纸基氧化锌纳米材料具有大的比表面积,可以提供大量的活性位点用于进一步多元敏化。(2)基于折叠原理,自主设计了简易...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 半导体纳米材料概述
        1.1.1 半导体纳米材料的性质
        1.1.2 半导体纳米材料的制备
        1.1.3 半导体光电活性材料
    1.2 ZnO纳米材料概述
        1.2.1 ZnO纳米材料的性质
        1.2.2 ZnO纳米材料的应用现状
    1.3 生物传感器
        1.3.1 生物传感器的分类
        1.3.2 光电化学生物传感器
        1.3.3 ZnO在光电化学生物传感中的应用
    1.4 纸基检测装置
    1.5 本文的主要研究思路
第二章 纸基氧化锌纳米管的级联敏化结构设计制备及其在光电化学传感中的应用
    2.1 实验部分
        2.1.1 主要仪器和试剂
        2.1.2 纸基装置的设计与制备
        2.1.3 纸基ZnO NTs的制备
        2.1.4 CdS量子点的合成
        2.1.5 CdTe/CdSe核壳量子点的合成
        2.1.6 GNPs标记的PSA-Apt的制备
        2.1.7 纸基PEC生物传感器的组装
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 ZnO NTs的表征
        2.2.2 CdS量子点和GNPs的表征
        2.2.3 CdTe/CdSe核壳量子点的表征
        2.2.4 PAE的电化学行为
        2.2.5 可行性验证
        2.2.6 机理分析
        2.2.7 实验条件优化
        2.2.8 PEC生物传感器的性能研究
        2.2.9 实际样品应用
    2.3 小结
第三章 基于氧化锌纳米片和双循环信号放大的纸基光电化学传感器件制备与应用
    3.1 实验部分
        3.1.1 主要仪器和试剂
        3.1.2 中空通道纸基装置的设计与制备
        3.1.3 纸基ZnO NFs的制备
        3.1.4 分层CuInS₂纳米微球的合成
        3.1.5 标记Ag₂Se量子点的pDNA的制备
        3.1.6 DSN酶催化的靶标循环反应
        3.1.7 纸基PEC生物传感平台的构建
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 ZnO NFs和CuInS₂纳米微球的表征
        3.2.2 ZnO/CuInS₂光诱导电荷载流子的动力学研究
        3.2.3 Ag₂Se量子点的表征
        3.2.4 可行性评估
        3.2.5 实验条件优化
        3.2.6 传感器的性能研究
        3.2.7 实际样品应用
    3.3 小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3874518