金属氧化物多级结构的构建及其无酶生物传感性能的研究

发布时间：2021-07-23 12:12

　　近年来,生物传感器在生命科学、医学诊断、食品安全、药物研究、环境保护等领域得到了高度重视和快速发展。葡萄糖和过氧化氢均为人体内重要的小分子化学物质,能够影响人体细胞功能和新陈代谢,因此检测这两种物质的生物传感器市场需求很大。传统含酶传感器因其高灵敏度被大量开发,但存在制备过程复杂、酶活性易受环境影响等固有缺陷。因此,开发以类酶纳米催化材料代替生物酶的无酶传感器成为国内外研究热点,但现有无酶传感器仍存在灵敏度较低、线性检测范围窄等问题。本论文从构建多级结构和优化能带关系等角度出发,分别对两种常见的金属氧化物纳米材料（NiO、Cu2O）进行了修饰,制备得到了TiO2@NiO核壳纳米结构和Cu2O-BiOI多级复合材料,并基于这两种材料分别构建了电化学与光电化学无酶传感器,取得了优异的无酶传感性能,具体工作如下:（1）采用湿化学刻蚀的方法,设计并制备了具有优异葡萄糖电化学传感性能的Ti02@NiO核壳纳米结构复合电极。在本项工作中,我们创新性地使用高电化学稳定性、高机械性能的TiO2作为“保护笼”,包裹具有高电化学催化活性的NiO,从而有效结合二者的优点,解决了 NiO颗粒在传感过程中易团聚... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３典型核壳结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．??

第〗章绪论??的ＮｉＯ／ＧＣＥ电极表现出优异的长期稳定性。Ｌｉ等Ｉ２２］人开发了一种新型的类似三??明治状的纳米多孔骨架，并以垂直的ＣｕＯ纳米线阵列进行功能化修饰，合成过??程如图１．４?（ａ－ｄ）所示。这种传感器对葡萄糖检测展示出高灵敏度、宽线性范围、??低检测限和极短的响应时间。Ｊａｇａｄｅｅｓａｎ等人采用无模板和无表面活性剂的微??波辅助方法合成了一种新型ＣｕＯ纳米盘，其示意图如图１．４?（ｅ）。该传感器的制??备方法非常简单，但仍保持了较高的灵敏度、选择性和稳定性。Ｇｒｏｃｈｏｗｓｋａ等１２５］??人在阳极氧化过程中，用磁控溅射的方法制备了覆盖Ａｕ层的Ｔｉ０２纳米管，所制??备的材料可在碱性和中性两种环境下进行葡萄糖检测。在最优化的条件下，得到??的Ａｕ－Ｔｉ０２复合材料具有良好的葡荀糖传感性能，且在长时间测试和多次机械变??形后仍展现了优异的稳定性。??雾，：??Ｃｕ？Ｚｒ＾ＡＩ＜?ｇｌａｓｓｙ?ｒｉｂｂｏｎ?Ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ?ｃｏｐｐｅｒ?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ?Ｏｘｉｄｉｚｅｄ?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ??（ｅ）?ｇｌｕｃｏｓｅ?ｇｌｕｃｏｌａｃｔｏｎｅ??Ｋ?｜——??．?ｎ??ｎ，Ｃ：＞??ｍｍ??图１．４?（ａ）纳米线阵列修饰的纳米孔薄膜的合成工艺示意图，试样的断口形貌：（ｂ）熔纺??ＣＵ６〇Ｚｒ３５ＡＩ５玻璃前驱体（ｃ）脱合金ＮＰＣ薄膜（ｄ）修饰了?ＣｕＯ纳米线阵列的纳米孔薄膜??％?（ｅ）?ＣｕＯ纳米盘传感示意图间??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ?

ＺｎＯ＠Ｃ点Ｈ２〇２传感器。ＺｎＯ纳米颗粒与高传导性??的电子传输通道“Ｃ点”一起提供了出色的导电性以及光致载流子分离效率，从??而增强了对Ｈ２〇２的光电催化氧化作用。Ｗａｎｇ等人ｔ３９］制备了一种Ｗ０３－ＣｄＳ?ＱＤｓ??异质结构，用于太阳能驱动的Ｈ２〇２实时检测。异质结的形成大大增强了量子点??的光吸收能力和光生ｅ＿／ｈ＋对分离能力，可以有效减少背景干扰，实现快速响应。??Ｌｉｕ等人［４Ｑ］通过微波辅助水热法在不锈钢箔（ＳＳ）上合成了垂直排列的氧化锌纳??米棒（ＺｎＯＮＲｓ），如图１．７?（ｃ－ｄ）所示。ＺｎＯＮＲｓ＠ＳＳ具有出色的Ｈ２Ｏ２传感性??能，并且具有高灵敏度、良好的选择性、可接受的重现性和稳定性。??（ａ）?Ｊ?（ｂ）??＇ｌ?ｔｉｌ?—?ｊ?：卜ｈ?叫??！：：１?ＪＨｉｒ?－４?ｂｌ??＊，?＊?ｉ?：：?ｉ?？？??益論站?＂：：ｉ—．——＿」■．．．一二二■二－ｉｄ??ｙ?Ｈ２〇２?ｒａ？Ｂｔｎ＜?＼?ｎ?Ａｓ?Ａｃ＜ｔ?ｓ？＊ａ？??Ｈ；°?ｌｚ?＇?ｕ：：＾—－ｒ??一?糾／？丨嫌？：?＾?＊?ｊ??Ｔ？０：（？Ｃ？２〇?＊＊＊?一二」＿＿Ｉ?－ｉ——?????：二：??？ｍ?ｆｃ？＊?？＞？?＊ｊ＜?？？?？ｉ？?？？?？”?？?？ａ＞?ａｗ?ｕ＞?＞ｗ?ｎｗ?？？？，《？??（？＞Ｍ?ｔｉ？ｗ?■＊？？■＊＞??（ｃ）?’二你：，?（ｄ）?ｙ：＇—?＇．？＇、．??ｍ?ｉ＾：ｉ＼??＋ｍ二?／??Ｗ爲馨?…??图１．７?（ａ－ｂ）?Ｔｉ〇２＠Ｃｕ２０传感器电极材料［３７］?（ｃ）?ＺｎＯＮＲｓ＠ＳＳ的制备过程（ｄ）?

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3299268