新型纳米材料电化学无酶传感器的构建与应用

发布时间：2017-09-12 16:09

  本文关键词：新型纳米材料电化学无酶传感器的构建与应用

  更多相关文章： 电化学无酶传感器 二硫化钼MoS2 多壁碳纳米管MWCNTs 仿生材料Pt@BSA 电催化

【摘要】：电化学传感器具有良好的选择性、较高的灵敏度、快速的分析速度、简单的仪器设备、较低的检测成本、并且易于实现微型化等优点,在化学、生物、食品、医药以及环境监测等领域存在广泛的应用前景。纳米材料作为目前的研究热点,是一种具有优良的物理、化学、电催化性能以及良好的生物相容性的新型材料。纳米材料的引入,使得电化学传感器进入更高级阶段的研究。此外,新型纳米材料的应用,也可以显著改善电化学传感器的性能,如提高灵敏度、降低检测限。主要利用纳米材料的特性,并能对生物小分子具有催化活性的优势,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电化学无酶传感器。本论文将Mo S_2-Au、碳纳米管、Pt@BSA等纳米材料用作电化学传感界面的构建。本论文主要研究内容如下:(1)利用Mo S_2-Au-PEI-hemin层状纳米复合材料构建了一种高效、灵敏的无酶电化学传感器,实现了对瘦肉精的定量检测。通过原位合成的方法,将金纳米粒子成功负载在片层状二硫化钼表面。之后,将阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)通过静电吸附的方法修饰到Mo S_2-Au上,制成表面带有氨基的功能化层状纳米复合材料(Mo S_2-Au-PEI)。最后,将EDC/NHS活化后的血红素通过酰胺键连接到Mo S_2-Au-PEI表面。所制备的瘦肉精传感器其线性范围较宽,为10 ng/m L到2μg/m L,检测限低至1.92 ng/m L(S/N=3),重现性良好。在实际样品猪肉的检测中回收率高,表明该传感器可用于检测实际样品中的瘦肉精含量。因此,Mo S_2-Au-PEI-hemin修饰电极在电化学检测和生物检测方面有好的应用前景。(2)成功构建了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)与阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)结合的电化学无酶传感平台。MWCNTs-PEI具有良好生物相容性,该纳米层可通过π-π键修饰在玻碳电极表面。循环伏安及示差脉冲伏安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(3.3 n M)。对双酚A的响应范围为10 n M到50μM,选择性较好。并且也可用于实际样品牛奶中双酚A含量的检测,具有一定的实际应用价值;(3)通过将三维纳米仿生材料Pt@BSA修饰在金电极表面,构建了一种灵敏高效的无酶电化学传感器。Pt@BSA微球通过金硫键(Au-S键)作用固定于金电极表面,增大了电极比表面积,加速了电极表面的电子传递速率,对过氧化氢(H2O2)具有显著的电催化作用。在浓度5μM到2.5 m M范围内,其催化峰电流大小与H2O2的浓度有良好的线性关系,其线性范围为检测限低1.6μM(S/N=3),灵敏度高而且重现性好。
【关键词】：电化学无酶传感器 二硫化钼MoS2 多壁碳纳米管MWCNTs 仿生材料Pt@BSA 电催化
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1;TP212
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-26
• 1.1 传感器概述9-11
• 1.1.1 生物传感器简介9-10
• 1.1.2 生物传感器的原理10-11
• 1.1.3 生物传感器的分类11
• 1.2 电化学生物传感器概述11-16
• 1.2.1 电分析化学简介11-12
• 1.2.2 电化学生物传感器发展历程12-13
• 1.2.3 电化学生物传感器原理13
• 1.2.4 电化学生物传感器分类13-16
• 1.3 纳米材料与化学修饰电极16-20
• 1.3.1 纳米材料简介16
• 1.3.2 化学修饰电极简介16-17
• 1.3.3 纳米材料在化学修饰电极中的应用17-20
• 1.3.3.1 新型纳米仿生材料在化学修饰电极中的应用17-18
• 1.3.3.2 碳纳米材料在化学修饰电极中的应用18-19
• 1.3.3.3 片层状材料在化学修饰电极中的应用19-20
• 1.4 本论文主要内容及选题意义20-22
• 参考文献22-26
• 第二章 基于MoS_2 -Au-PEI-Hemin电化学无酶传感器检测瘦肉精的研究26-40
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 试剂27
• 2.2.2 仪器与方法27
• 2.2.3 二维MoS_2-Au和MoS_2-Au-PEI纳米复合物的制备27-28
• 2.2.4 MoS_2-Au-PEI-hemin传感器的构建28-29
• 2.2.5 实际样品的处理29
• 2.3 结果与讨论29-36
• 2.3.1 二维MoS_2-Au和MoS_2-Au-PEI纳米复合材料的表征29-30
• 2.3.2 MoS_2-Au-PEI-hemin修饰电极的电化学行为30-33
• 2.3.3 MoS_2-Au-PEI-hemin修饰电极对瘦肉精（CLB）的电催化响应33-35
• 2.3.4 实际样品中瘦肉精的检测35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 参考文献37-40
• 第三章 基于MWCNTs-PEI的电化学无酶传感器及其对双酚A（BPA）的检测40-51
• 3.1 引言40-41
• 3.2 实验部分41-42
• 3.2.1 试剂41
• 3.2.2 仪器与方法41
• 3.2.3 MWCNTs-PEI纳米复合物的制备41
• 3.2.4 MWCNTs-PEI纳米复合物修饰电极的制备41-42
• 3.3 结果与讨论42-48
• 3.3.1 MWCNTs与MWCNTs-PEI复合物的表征42-43
• 3.3.2 MWCNTs-PEI修饰电极的电化学行为研究43-45
• 3.3.3 溶液酸碱度以及富集条件对修饰电极的影响45-47
• 3.3.4 MWCNTs-PEI修饰电极对双酚A的定量检测47-48
• 3.4 本章小结48-49
• 参考文献49-51
• 第四章 基于Pt@BSA的过氧化氢电化学无酶传感器51-61
• 4.1 引言51-52
• 4.2 实验部分52-53
• 4.2.1 试剂52
• 4.2.2 仪器与方法52
• 4.2.3 仿生材料Pt@BSA微球的制备52-53
• 4.2.4 Pt@BSA修饰电极的制备53
• 4.3 结果与讨论53-58
• 4.3.1 纳米Pt@BSA微球的表征53-54
• 4.3.2 所构建Pt@BSA传感器的电化学行为54-55
• 4.3.3 Pt@BSA修饰电极对过氧化氢的电催化响应55-57
• 4.3.4 Pt@BSA修饰电极的灵敏度与特异性57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 参考文献59-61
• 研究成果61-62
• 致谢62-64
• 附件64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;我新型纳米材料实现工业化生产[J];化工新型材料;2000年03期

2 ;日开发新型纳米材料[J];化工学报;2001年12期

3 丁敏;;全球最大新型纳米材料项目落户烟台龙口[J];功能材料信息;2010年02期

4 ;科学家开发出可助术后凝血新型纳米材料加快患者康复[J];功能材料信息;2011年04期

5 张生;新型纳米材料研究项目通过论证[J];中山大学学报(自然科学版);1996年03期

6 ;专家称新型纳米材料或让电脑芯片告别硅时代[J];黑龙江科技信息;2014年02期

7 ;专家称新型纳米材料或让电脑芯片告别硅时代[J];功能材料信息;2014年01期

8 ;日本科学家成功开发出新型纳米材料[J];江西地质;2001年04期

9 吴承汕;;美开发出能快速捕获肿瘤目标的新型纳米材料[J];功能材料信息;2006年05期

10 严东生;施剑林;;新型纳米材料在环境及生物医学领域中的应用研究进展[J];中国材料进展;2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 张洪杰;于江波;高书燕;施伟东;杨建辉;逯乐慧;于世泳;王海水;王成;;新型纳米材料的构筑及性能研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

2 朱明强;陈干超;赵田;樊俊兵;李允梅;;新型纳米材料与结构的微波超快合成[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

3 唐群;;一类新型纳米材料:淀粉样蛋白纤维[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

4 于一夫;张晋;武萱;张华;许友;张兵;;基于化学转化的新型纳米材料的制备及应用[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

5 邓仁华;朱锦涛;;超分子聚合物自组装-解组装途径构筑新型纳米材料[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册）[C];2012年

6 王元凤;杨瑞琴;王彦吉;赵科;赵永峰;王永刚;陈顺昌;;新型纳米材料在潜在指印显现中的应用进展[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年

7 白玉;李丽萍;徐林楠;刘虎威;;新型纳米材料在磷酸化肽富集中的应用[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第38分会：质谱分析[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 阳光;新型纳米材料用于肿瘤治疗取得进展[N];中国医药报;2009年

2 记者 张迈建;烟台华大新型纳米材料项目奠基[N];中国纺织报;2010年

3 通讯员 李静　记者 马跃华;厦大教授制备出新型纳米材料[N];光明日报;2010年

4 记者 刘霞;美用遗传算法逆向设计新型纳米材料[N];科技日报;2013年

5 万秀波　李洪波;一冶在加热炉施工中首次运用新型纳米材料[N];中国冶金报;2010年

6 刘霞;美开发出新型纳米材料D2PA[N];科技日报;2012年

7 ;新型纳米材料在西藏诞生[N];今日信息报;2003年

8 记者 张浩;俄将批量生产纳米医用敷料[N];科技日报;2009年

9 记者 赵晖;天大研究成果破解绿色能源瓶颈[N];天津日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 刘梅川;新型纳米材料修饰电极及其对蛋白质的生物电化学研究[D];华东师范大学;2006年

2 NGUYEN VAN TRONG（阮文重）;发展基于新型纳米材料的DNA生物传感技术[D];湖南大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 张海燕;新型纳米材料负载金属/金属氧化物催化硝基还原反应的研究[D];河北农业大学;2015年

2 韩正;基于新型纳米材料的电化学传感器[D];湘潭大学;2015年

3 刘悦婷;新型纳米材料的电致化学发光及其在生物小分子检测中的应用[D];南京大学;2014年

4 靳浪平;基于新型纳米材料的传感器构建及其应用[D];伊犁师范学院;2016年

5 杨亚云;新型纳米材料电化学无酶传感器的构建与应用[D];上海师范大学;2016年

6 甄曼丽;基于两类新型纳米材料的电化学生物传感研究[D];西北大学;2012年

7 黄富英;新型纳米材料的合成及在葡萄糖传感器中的应用研究[D];闽南师范大学;2013年

8 陈鹏飞;基于新型纳米材料修饰电极的电化学传感器研究[D];湖南大学;2011年

9 李哲建;新型纳米材料用于电化学生物传感界面的构建[D];河南工业大学;2010年

，

本文编号：838197