基于納米金顆粒及其復(fù)合體系的傳感器的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身的健康以及生活環(huán)境的品質(zhì)。但是針對(duì)某些因DNA片段缺損而造成的病患，或因環(huán)境中某些物質(zhì)的超標(biāo)而造成的污染而言，人們很難，或者說(shuō)現(xiàn)有的檢測(cè)方法都存在著這樣那樣的缺陷，從而很難盡早地對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè)，從而達(dá)到治理的目的。因此，研究發(fā)展簡(jiǎn)易的、高靈敏度、高選擇性的檢測(cè)技術(shù)對(duì)于人們的身體健康和環(huán)境安全具有重大深遠(yuǎn)的意義。 近年來(lái)，由于納米材料本身所具有的性能，尤以納米金顆粒為代表，因其優(yōu)良的導(dǎo)

2、電性能、巨大的比表面積、良好的生物兼容性等，被廣泛地運(yùn)用到各類(lèi)生物傳感器的研究和制備過(guò)程中，且越來(lái)越受到人們的關(guān)注。納米金顆粒能作為微小的導(dǎo)電中心，在電化學(xué)反應(yīng)中促進(jìn)電子的傳遞，提高響應(yīng)的靈敏度，放大響應(yīng)信號(hào)，對(duì)某些特定物質(zhì)還能產(chǎn)生特有的電化學(xué)響應(yīng)。此外，納米金顆粒還能作為某些蛋白質(zhì)的固定載體，從而在電極上實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)行為。毫無(wú)疑問(wèn)，納米金顆粒在電化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域有著廣闊的運(yùn)用前景。 本論文的研究工作主要是將層層自組

3、裝技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，并且運(yùn)用到電化學(xué)生物傳感器中。研究思路表現(xiàn)為：(1)由于納米金顆粒擁有良好的生物兼容性，以及促進(jìn)電子傳遞的功效，作為載體材料，研制具備較高靈敏度和較大響應(yīng)信號(hào)的電化學(xué)生物傳感器；(2)納米金顆粒與其它材料層層組裝體系在電化學(xué)傳感器中的運(yùn)用，以及傳感器響應(yīng)機(jī)制研究等。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分： 1.納米金及納米金—?dú)ぞ厶菑?fù)合材料的制備、表征 以氯金酸和檸檬酸三鈉為原料，采用化學(xué)還原法，制

4、得了顆粒大小較為均勻的球狀或類(lèi)球狀金納米顆粒；將其與殼聚糖溶液混合均勻，制得了金—?dú)ぞ厶菑?fù)合物。利用紫外可見(jiàn)吸收光譜和透射電子顯微鏡對(duì)納米金以及納米金—?dú)ぞ厶菑?fù)合物進(jìn)行表征。在修飾電極的過(guò)程中，采用自組裝的方法將它們修飾到電極表面，從而達(dá)到促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移、增大響應(yīng)信號(hào)等的目的。 2.基于ssDNA/Cytc/L—Cys/GNPs/Chits修飾玻碳電極的DNA生物傳感器 采用了層層修飾的技術(shù)，分別將殼聚糖、納米金、L-半胱

5、氨酸、細(xì)胞色素c以及ssDNA探針修飾到玻碳電極表面，制備了一種新型的DNA生物傳感器。分別用伏安法、阻抗譜圖等對(duì)其進(jìn)行表征，通過(guò)原子力顯微鏡觀察該DNA生物傳感器不同層之間的形態(tài)差異。結(jié)果表明，該修飾電極在0.120V和0.362V出現(xiàn)了一對(duì)峰形對(duì)稱的氧化還原峰，所吸附的ssDNA探針為1.672×10-10molcm—2。在指示劑柔紅霉素的幫助下，能用來(lái)與DNA探針互補(bǔ)的DNA進(jìn)行雜交，從而達(dá)到測(cè)定DNA的目的。 3.基于電

6、沉積普魯士藍(lán)，自組裝碳納米管、納米金-殼聚糖復(fù)合材料的H2O2傳感器 通過(guò)依次自組裝多壁碳納米管、納米金-殼聚糖復(fù)合物、電沉積普魯士藍(lán)制備了一個(gè)新型的H2O2傳感器。該H2O2傳感器在0.1MKC1溶液中，于0.101V和0.193V出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的峰，對(duì)應(yīng)于普魯士藍(lán)和普魯士白之間的轉(zhuǎn)換。在H2O2的濃度為3.98～19.61μM以及27.27～42.15μM范圍內(nèi)與響應(yīng)電流成良好的線性關(guān)系，回歸方程分別為/p=0.034c(H

7、2O2)+0.026(R1=0.9948)和/p=0.028c(H2O2)+0.274(R2=0.9922)，其檢出限為3.36μM(3倍信噪比)。 4.修飾細(xì)胞色素c的L—Cys/Au電極對(duì)于亞硝酸根離子的檢測(cè) 采用循環(huán)伏安法、交流阻抗法研究了組裝在L-半胱氨酸修飾金電極上的細(xì)胞色素c電化學(xué)行為；采用電化學(xué)方法以及紫外-可見(jiàn)光譜對(duì)電極進(jìn)行表征。 結(jié)果表明：通過(guò)靜電吸附作用組裝在L-Cys修飾金電極上的細(xì)胞色素c