基于二氧化鈦納米管的信號增強型電化學(xué)生物傳感器研究.pdf

1、生物傳感器是一門涉及化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、電子技術(shù)等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用有著廣闊前景。近年來納米技術(shù)的飛速發(fā)展，使生物傳感器的發(fā)展也進入了新階段，并產(chǎn)生了探究納米材料在生物傳感技術(shù)中的應(yīng)用這一嶄新的研究領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的生物傳感器相比，納米生物傳感器表現(xiàn)出了更高的靈敏度以及其它許多優(yōu)越的性能。本論文在綜述了納米材料和生物傳感器的研究背景及其最新發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又著眼于納米材料在生物傳

2、感器的應(yīng)用方面的研究。制備了二氧化鈦納米管和金納米粒子，嘗試將其應(yīng)于構(gòu)建新型電化學(xué)傳感界面，以期待制得更加穩(wěn)定、靈敏的電化學(xué)生物傳感器。具體內(nèi)容如下:
　　第一章綜述了生物傳感器和納米材料的概念及其最新發(fā)展和應(yīng)用，介紹了電化學(xué)生物傳感器的原理及功能生物分子的固定化技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，還介紹了納米技術(shù)在生物傳感器中的應(yīng)用。納米技術(shù)引入生物傳感器領(lǐng)域后，其化學(xué)和物理性質(zhì)以及對生物分子的檢測靈敏度大幅提高，檢測的反應(yīng)時間縮短了，最后簡述了

3、本論文的工作和意義。
　　第二章主要是致力于制備出一種基于二氧化鈦納米管(TiNTs)陣列的多功能信號放大的電極界面，并將其應(yīng)用于臨床免疫檢測常用模擬分析物—抗原的檢測。首先是以陽極氧化法制備的二氧化鈦納米管陣列(TiNTs)作為免疫傳感平臺，通過共價鍵合作用將抗體分子固載于其上;以辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的抗體修飾金納米粒子作為免疫識別分子，用于構(gòu)建電化學(xué)免疫傳感器。實驗結(jié)果表明，一方面，由于二氧化鈦納米管比一般的納米材料具

4、有更大的比表面積，固載在二氧化鈦納米管電極表面的免疫分析物的量遠遠大于平板電極;另一方面，金納米粒子的使用增加了單位免疫反應(yīng)引入的HRP量，同時金納米粒子促進了固載在二氧化鈦納米管陣列電極上的HRP與溶液中H2O2的催化氧化還原反應(yīng)。使其對H2O2的電化學(xué)信號明顯增大。該傳感器的線性范圍100 pg/mL～100μg/mL，檢出限為10 pg/mL。且在4℃下保存2個月后，對H2O2的響應(yīng)電流，僅下降了28.3％。
　　在第三章中

5、，我創(chuàng)新性地在二氧化鈦納米管(TiNTs)陣列的管壁原位生成金納米粒子(AuNPs)，構(gòu)建了AuNPs/TiNTs電極，該電極界面為生物大分子的固定化和電子傳遞提供了理想的平臺。首先在TiNTs的管壁吸附牛血清白蛋白(BSA)，作為“犧牲”模板，將氯金酸根（AuCl4-）通過靜電吸附作用與BSA表面的正電荷基團結(jié)合，利用TiO2優(yōu)良的光催化性能，通過紫外光照將Au3+還原為AuNPs，同時將蛋白質(zhì)模板分解除去。本文采用SEM，XRD等表