基于二氧化鈦納米管的信號(hào)增強(qiáng)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(hù)等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用有著廣闊前景。近年來(lái)納米技術(shù)的飛速發(fā)展，使生物傳感器的發(fā)展也進(jìn)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(duì)生物分子的檢測(cè)靈敏度大幅提高，檢測(cè)的反應(yīng)時(shí)間縮短了，最后簡(jiǎn)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(hào)放大的電極界面，并將其應(yīng)用于臨床免疫檢測(cè)常用模擬分析物—抗原的檢測(cè)。首先是以陽(yáng)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(tái)，通過(guò)共價(jià)鍵合作用將抗體分子固載于其上;以辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的抗體修飾金納米粒子作為免疫識(shí)別分子，用于構(gòu)建電化學(xué)免疫傳感器。實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)金納米粒子促進(jìn)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(duì)H2O2的電化學(xué)信號(hào)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(gè)月后，對(duì)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(tái)。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(guò)靜電吸附作用與BSA表面的正電荷基團(tuán)結(jié)合，利用TiO2優(yōu)良的光催化性能，通過(guò)紫外光照將Au3+還原為AuNPs，同時(shí)將蛋白質(zhì)模板分解除去。本文采用SEM，XRD等表