基于納米金顆粒及其復合體系的傳感器的研究.pdf

1、隨著科學技術日新月異的發(fā)展，人們越來越關注自身的健康以及生活環(huán)境的品質。但是針對某些因DNA片段缺損而造成的病患，或因環(huán)境中某些物質的超標而造成的污染而言，人們很難，或者說現(xiàn)有的檢測方法都存在著這樣那樣的缺陷，從而很難盡早地對它們進行檢測，從而達到治理的目的。因此，研究發(fā)展簡易的、高靈敏度、高選擇性的檢測技術對于人們的身體健康和環(huán)境安全具有重大深遠的意義。 近年來，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

2、電性能、巨大的比表面積、良好的生物兼容性等，被廣泛地運用到各類生物傳感器的研究和制備過程中，且越來越受到人們的關注。納米金顆粒能作為微小的導電中心，在電化學反應中促進電子的傳遞，提高響應的靈敏度，放大響應信號，對某些特定物質還能產生特有的電化學響應。此外，納米金顆粒還能作為某些蛋白質的固定載體，從而在電極上實現(xiàn)蛋白質的直接電化學行為。毫無疑問，納米金顆粒在電化學生物傳感器領域有著廣闊的運用前景。 本論文的研究工作主要是將層層自組

3、裝技術與納米技術相結合，并且運用到電化學生物傳感器中。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信號的電化學生物傳感器；(2)納米金顆粒與其它材料層層組裝體系在電化學傳感器中的運用，以及傳感器響應機制研究等。本論文的研究內容主要包括以下幾個部分： 1.納米金及納米金—殼聚糖復合材料的制備、表征 以氯金酸和檸檬酸三鈉為原料，采用化學還原法，制

4、得了顆粒大小較為均勻的球狀或類球狀金納米顆粒；將其與殼聚糖溶液混合均勻，制得了金—殼聚糖復合物。利用紫外可見吸收光譜和透射電子顯微鏡對納米金以及納米金—殼聚糖復合物進行表征。在修飾電極的過程中，采用自組裝的方法將它們修飾到電極表面，從而達到促進電子轉移、增大響應信號等的目的。 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，分別將殼聚糖、納米金、L-半胱

5、氨酸、細胞色素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、阻抗譜圖等對其進行表征，通過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。結果表明，該修飾電極在0.120V和0.362V出現(xiàn)了一對峰形對稱的氧化還原峰，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，能用來與DNA探針互補的DNA進行雜交，從而達到測定DNA的目的。 3.基于電

6、沉積普魯士藍，自組裝碳納米管、納米金-殼聚糖復合材料的H2O2傳感器 通過依次自組裝多壁碳納米管、納米金-殼聚糖復合物、電沉積普魯士藍制備了一個新型的H2O2傳感器。該H2O2傳感器在0.1MKC1溶液中，于0.101V和0.193V出現(xiàn)了兩個明顯的峰，對應于普魯士藍和普魯士白之間的轉換。在H2O2的濃度為3.98～19.61μM以及27.27～42.15μM范圍內與響應電流成良好的線性關系，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.修飾細胞色素c的L—Cys/Au電極對于亞硝酸根離子的檢測 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胞色素c電化學行為；采用電化學方法以及紫外-可見光譜對電極進行表征。 結果表明：通過靜電吸附作用組裝在L-Cys修飾金電極上的細胞色素c