本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)可控制備花狀金納米結(jié)構(gòu)及其在生物傳感器中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物傳感是具有多學(xué)科交叉內(nèi)容的研究領(lǐng)域,電化學(xué)生物傳感器作為其中的重要分支,具有易于操作、成本低、靈敏性高、可以實時監(jiān)測等優(yōu)勢。金納米材料具有高的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率、良好的生物相容性和獨特的光學(xué)性質(zhì),已廣泛應(yīng)用于催化、成像、納米光電子學(xué)、生物傳感、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。將金納米材料引入到電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建中,可以有效提高電化學(xué)傳感器的檢測性能。本論文采用電化學(xué)沉積法,通過控制反應(yīng)條件,制備了形貌可控的分層三維金納米結(jié)構(gòu)。我們將所制得的三維金納米結(jié)構(gòu)作為電化學(xué)檢測平臺,構(gòu)建了電化學(xué)DNA及miRNA生物傳感器。通過系統(tǒng)研究不同形貌的金納米結(jié)構(gòu)與電化學(xué)傳感器性能的關(guān)系,我們篩選出性能最優(yōu)、結(jié)構(gòu)可控性好的金納米結(jié)構(gòu)用于后續(xù)DNA及腫瘤標(biāo)志物microRNA的高靈敏、特異性檢測,并推廣到細(xì)胞內(nèi)microRNA和實際體系microRNA的檢測。本論文的具體內(nèi)容包括如下:1.制備了不同形貌的金納米結(jié)構(gòu)。采用簡單、可控的電化學(xué)沉積法,通過改變ITO表面狀態(tài)、沉積電位、沉積時間、前驅(qū)體溶液濃度和電解質(zhì)組成等實驗條件,可控制備了三維分層的花狀金納米結(jié)構(gòu)。并通過SEM、UV-vis和SERS等儀器對所制得的金納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征。并在此基礎(chǔ)上,我們對三維分層金納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理做了初步的探索。2.構(gòu)建了無標(biāo)記的電化學(xué)DNA生物傳感器。選取上述方法制備的4種具有代表性形貌的金納米結(jié)構(gòu),構(gòu)建了4種基于金納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)DNA傳感器。通過對4種傳感器的有效電極面積、檢測線性范圍和檢出限的研究,實驗結(jié)果表明具有大的比表面積的電化學(xué)DNA傳感器具有較低的檢出限。綜合考慮其他影響因素,我們選擇了檢測現(xiàn)象范圍寬,檢出限較低的光滑三維分層金納米結(jié)構(gòu)作為后續(xù)的電化學(xué)檢測平臺。3.構(gòu)建了電化學(xué)miRNA-21生物傳感器。在上述研究基礎(chǔ)上,我們構(gòu)建了基于金納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)生物傳感器,實現(xiàn)了對肺癌標(biāo)志物microRNA-21高靈敏、特異性的檢測。不僅如此,該傳感器還可用于人體肺癌細(xì)胞系(A549)中miRNA-21的檢測,最低可檢測出100個A549細(xì)胞中表達(dá)的miRNA。更重要的是,該電化學(xué)生物傳感器能夠在100%血清環(huán)境中實現(xiàn)miRNA的檢測。實驗結(jié)果表明基于三維分層金納米花狀電化學(xué)生物傳感器在疾病診斷和生物分析中具有潛在的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：三維花狀金納米結(jié)構(gòu) 電化學(xué)沉積 生物傳感器 micro RNA 癌細(xì)胞
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O657.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 金納米材料的性質(zhì)與制備方法9-14
• 1.1.1 納米材料9
• 1.1.2 金納米材料9-10
• 1.1.3 金納米材料的性質(zhì)10-11
• 1.1.4 金納米材料的制備方法11-14
• 1.2 基于納米材料的電化學(xué)生物傳感器14-23
• 1.2.1 電化學(xué)生物傳感器的簡介14
• 1.2.2 電化學(xué)傳感器的分類14-23
• 1.3 本課題提出的意義23-25
• 第二章 電化學(xué)可控合成花狀金納米結(jié)構(gòu)25-36
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實驗部分26-27
• 2.2.1 實驗試劑26
• 2.2.2 實驗儀器26-27
• 2.2.3 實驗過程27
• 2.3 實驗結(jié)果與討論27-32
• 2.3.1 計時電流法的生長機(jī)理27-28
• 2.3.2 負(fù)載對于金納米花狀結(jié)構(gòu)成型的影響28
• 2.3.3 沉積電位對于花狀金納米結(jié)構(gòu)的影響28-29
• 2.3.4 前驅(qū)體濃度對于花狀金納米結(jié)構(gòu)的影響29-30
• 2.3.5 前驅(qū)體溶液組成對花狀金納米結(jié)構(gòu)的影響30-31
• 2.3.6 沉積時間對于花狀金納米結(jié)構(gòu)的影響31-32
• 2.4 金納米花狀結(jié)構(gòu)的表征32-35
• 2.4.1 紫外-可見光度法及接觸角測量32-33
• 2.4.2 能譜及X射線表征33-34
• 2.4.3 拉曼散射34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于花狀金納米結(jié)構(gòu)電化學(xué)DNA傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用36-44
• 3.1 引言36
• 3.2 實驗部分36-39
• 3.2.1 實驗試劑36-37
• 3.2.2 實驗儀器37-38
• 3.2.3 實驗過程38-39
• 3.2.3.1 有效電極面積的測量38
• 3.2.3.2 DNA雜交38
• 3.2.3.3 電化學(xué)檢測38-39
• 3.3 實驗結(jié)果與討論39-42
• 3.3.1 電極有效面積39-41
• 3.3.2 基于HFGNs的DNA傳感器41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于HFGNs電化學(xué)傳感器對microRNA的檢測44-52
• 4.1 引言44-45
• 4.2 實驗部分45-47
• 4.2.1 實驗試劑45
• 4.2.2 實驗儀器45
• 4.2.3 實驗過程45-47
• 4.2.3.1 細(xì)胞中提取RNA45-46
• 4.2.3.2 miRNA雜交46
• 4.2.3.3 電化學(xué)檢測溶液中的miRNA46
• 4.2.3.4 電化學(xué)檢測實體樣本中的miRNA46-47
• 4.3 實驗結(jié)果與討論47-51
• 4.3.1 細(xì)胞中提取RNA的結(jié)果47
• 4.3.2 HFGNs的電化學(xué)性能47-48
• 4.3.3 基于HFGNs電化學(xué)miRNA傳感器的選擇性48-49
• 4.3.4 活體細(xì)胞中miRNA-21的檢測49
• 4.3.5 血清中檢測miRNA-2149-50
• 4.3.6 基于HFGNs電化學(xué)傳感器的可再生性50-51
• 4.4 總結(jié)51-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-61
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文61-62
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目62-63
• 致謝63

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本文編號：252547