本文關(guān)鍵詞：基于二維納米材料場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器的研制與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：臨床實(shí)驗(yàn)室使用的檢測(cè)設(shè)備越來(lái)越集成化、自動(dòng)化,并且智能化水平越來(lái)越高,但是仍然面臨著儀器操作復(fù)雜、試劑成本昂貴、分析時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度不夠高及不適合床旁化檢測(cè)等缺點(diǎn)。因此,發(fā)展一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、快速、準(zhǔn)確的床旁化檢測(cè)平臺(tái)是十分必要的。生物傳感器,由于其操作簡(jiǎn)單、廉價(jià)、檢測(cè)快速、靈敏度高、集成小巧等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于疾病的診斷及生命科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究�；诩{米材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(field effect transistor,FET)生物傳感器,在生物分子檢測(cè)方面具有靈敏度和特異性高、分析速度快、免標(biāo)記、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),并且能夠與集成電路兼容,實(shí)現(xiàn)高通量的檢測(cè)�；诩{米材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管之所以有如此多的優(yōu)勢(shì),主要得益于納米材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),如納米材料中的石墨烯具有高的電子遷移率,高體表比,低噪音,良好的生物相容性,穩(wěn)定性等。納米材料二硫化鉬除具備石墨烯的優(yōu)勢(shì)外,它的帶隙特征能夠提高傳感器的檢測(cè)性能,最重要的是其還具有催化特性。本文將納米材料石墨烯和二硫化鉬與場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)合構(gòu)建基于納米材料的生物傳感器并探討該生物傳感器在檢測(cè)生物分子方面的應(yīng)用。通過(guò)定向轉(zhuǎn)移法構(gòu)建單層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管,該方法簡(jiǎn)單、快速、廉價(jià),實(shí)現(xiàn)了對(duì)DNA高靈敏高特異性的檢測(cè)。采用超聲剝離法制備二硫化鉬,并用滴涂法層層組裝還原氧化石墨烯和二硫化鉬(molybdenum disulfide,MoS2)構(gòu)建場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感器。利用二硫化鉬特異的催化特性檢測(cè)細(xì)胞中釋放的過(guò)氧化氫。具體內(nèi)容如下:第一章:定向轉(zhuǎn)移法制備石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管DNA生物傳感器按照標(biāo)準(zhǔn)的微加工工藝制備場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件,通過(guò)化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition,CVD)制備單層石墨烯,將石墨烯剪很小的片段(1?1mm2),在溶液中直接定向轉(zhuǎn)移到已經(jīng)制備好的場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感陣列處即得到石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管,該方法實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單、快速、廉價(jià)制備高質(zhì)量的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管。將電中性的肽核酸(peptidenucleicacid,pna)通過(guò)1-芘丁酸-琥珀酰亞胺酯(1-pyrenebutanoicacidsuccinimidylester,pase)固定在石墨烯表面。通過(guò)檢測(cè)pna-dna雜交前后狄拉克點(diǎn)的變化可實(shí)現(xiàn)dna的檢測(cè)。研究結(jié)果顯示,該傳感器的檢測(cè)限低至10fmol/l,比本課題組之前報(bào)道的靈敏度更高。主要原因是在本工作中使用了單層的石墨烯。另外,該石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器還能夠區(qū)分互補(bǔ)dna、非互補(bǔ)dna和單堿基錯(cuò)配的dna,表現(xiàn)出高的特異性。同時(shí),結(jié)果表明該傳感器還能夠被重復(fù)使用。綜上所述,通過(guò)定向轉(zhuǎn)移法制備的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管dna生物傳感器,不僅方法簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、價(jià)格低廉,而且靈敏度和特異性也很高。該方法提供了一種制備石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管dna生物傳感器的新方法第二章:基于過(guò)渡金屬硫化物的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體生物傳感器檢測(cè)細(xì)胞釋放的過(guò)氧化氫分別采用肼化學(xué)還原氧化石墨烯(grapheneoxide,go)制備得到還原的氧化石墨烯(reducedgrapheneoxide,r-go)和超聲液相剝離方法制備二硫化鉬(mos2)納米片。將制備好的rgo滴涂在器件的傳感陣列表面,構(gòu)建rgo場(chǎng)效應(yīng)晶體管。然后將mos2采用同樣的方法滴涂在rgo表面上,構(gòu)建mos2-rgo場(chǎng)效應(yīng)晶體管。利用二硫化鉬納米片特異的催化特性可直接檢測(cè)從細(xì)胞中釋放的過(guò)氧化氫(hydrogenperoxide,h2o2)。該傳感器具有對(duì)過(guò)氧化氫的響應(yīng)速度特別快(1s)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該傳感器的檢測(cè)限為100fmol/l,明顯低于其它檢測(cè)方法所得到的檢出限。除此以外,還發(fā)現(xiàn)該傳感器對(duì)過(guò)氧化氫的檢測(cè)也表現(xiàn)出了高的特異性。相信研制的新方法將為與過(guò)氧化氫相關(guān)的疾病檢測(cè)提供一種新的技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：生物傳感器 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 石墨烯 二硫化鉬 DNA 過(guò)氧化氫 檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：湖北中醫(yī)藥大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN386;TP212
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-11
• 縮略詞表11-12
• 前言12-16
• 第一章 定向轉(zhuǎn)移法制備基于化學(xué)氣相沉積法石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管DNA生物傳感器16-33
• 1 引言16-19
• 2 實(shí)驗(yàn)部分19-22
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑19-20
• 2.2 化學(xué)氣象沉積法生長(zhǎng)石墨烯20
• 2.3 定向轉(zhuǎn)移法制備石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管20-21
• 2.4 石墨烯器件的功能化21-22
• 2.5 PNA-DNA雜交22
• 2.6 電學(xué)信號(hào)的檢測(cè)22
• 2.7 表征22
• 3 結(jié)果與討論22-32
• 3.1 器件結(jié)構(gòu)的表征22-23
• 3.2 石墨烯質(zhì)量的表征23-25
• 3.3 傳感器電學(xué)性能的表征25-27
• 3.4 檢測(cè)原理27-28
• 3.5 傳感器的選擇性28-29
• 3.6 傳感器的靈敏度29-31
• 3.7 傳感器的差異性31
• 3.8 傳感器的重復(fù)使用31-32
• 4 結(jié)論32-33
• 第二章 基于過(guò)渡金屬硫化物的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體檢測(cè)細(xì)胞釋放的過(guò)氧化氫33-44
• 1 引言33-34
• 2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 2.1 儀器與試劑34-35
• 2.2 二硫化鉬納米片的制備35
• 2.3 MoS2-RGO場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)建35-36
• 2.4 電學(xué)檢測(cè)36
• 2.5 細(xì)胞培養(yǎng)36
• 2.6 表征儀器36
• 3 結(jié)果與討論36-42
• 3.1 材料表征36-39
• 3.2 器件性能表征39
• 3.3 檢測(cè)原理39
• 3.4 檢測(cè)靈敏度39-40
• 3.5 檢測(cè)特異性40-41
• 3.6 實(shí)時(shí)檢測(cè)從細(xì)胞中釋放的過(guò)氧化氫41-42
• 4 結(jié)論42-44
• 結(jié)語(yǔ)44-45
• 參考文獻(xiàn)45-57
• 附錄1 綜述 基于石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器在疾病診斷中的應(yīng)用57-70
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間的科研論文及學(xué)術(shù)交流獲獎(jiǎng)情況70-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 Paul O’Shea;;研究者用碳60制造出高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];今日電子;2008年04期

2 江興;;研究者用碳60制造出高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];半導(dǎo)體信息;2008年04期

3 孫再吉;;碳60制作的高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];半導(dǎo)體信息;2008年05期

4 ;科學(xué)家開(kāi)發(fā)新超導(dǎo)場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];光機(jī)電信息;2011年05期

5 鄭冬冬;;美研制出新式超導(dǎo)場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];半導(dǎo)體信息;2011年03期

6 武建國(guó);;貼片場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作原理及檢測(cè)(上)[J];家電檢修技術(shù);2011年21期

7 武建國(guó);;貼片場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作原理及檢測(cè)(下)[J];家電檢修技術(shù);2011年23期

8 ;美科學(xué)家構(gòu)造出一個(gè)超薄超導(dǎo)場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn);2012年06期

9 徐烽;;作開(kāi)關(guān)用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管[J];半導(dǎo)體情報(bào);1971年01期

10 David M.Miller ,Robert G.Meyer ,余玉龍;場(chǎng)效應(yīng)晶體管的非線性與交擾調(diào)制[J];科技譯報(bào);1972年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳永真;;新型高耐壓大功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

2 陶春蘭;董茂軍;張旭輝;張福甲;;并五苯場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研制[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2007年

3 張亞杰;湯慶鑫;胡文平;李洪祥;;有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合單晶場(chǎng)效應(yīng)晶體管[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)有機(jī)固體材料分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

4 黃學(xué)斌;朱春莉;郭云龍;張仕明;劉云圻;占肖衛(wèi);;卟啉-三并噻吩共軛聚合物的合成及其場(chǎng)效應(yīng)晶體管特性[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)有機(jī)固體材料分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

5 趙廣耀;董煥麗;江浪;趙華平;覃翔;胡文平;;并五苯類似物單晶場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其在乙醇?xì)怏w探測(cè)中的應(yīng)用[A];第十六屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集-08納米晶體及其表征[C];2012年

6 張亞杰;董煥麗;胡文平;;基于酞菁銅有機(jī)單晶微納米帶的雙極性場(chǎng)效應(yīng)晶體管及化學(xué)傳感器[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

7 溫雨耕;狄重安;吳衛(wèi)平;郭云龍;孫向南;張磊;于貴;劉云圻;;硫醇修飾對(duì)N-型傒酰亞胺場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能的影響[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

8 劉南柳;周焱;彭俊彪;裴堅(jiān);王堅(jiān);;提拉法制備圖案化有機(jī)納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

9 于海波;田孝軍;于鵬;董再勵(lì);;碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管的自動(dòng)化裝配方法研究[A];2008’“先進(jìn)集成技術(shù)”院士論壇暨第二屆儀表、自動(dòng)化與先進(jìn)集成技術(shù)大會(huì)論文集[C];2008年

10 呂琨;狄重安;劉云圻;于貴;邱文豐;;基于并三噻吩共聚物的空氣穩(wěn)定的OFET研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)有機(jī)固體材料分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 記者 劉霞;美研制出新式超導(dǎo)場(chǎng)效應(yīng)晶體管[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

2 劉霞;隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管可為計(jì)算機(jī)節(jié)能99%[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

3 記者 吳長(zhǎng)鋒 通訊員 楊保國(guó);我科學(xué)家成功制備二維黑磷場(chǎng)效應(yīng)晶體管[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

4 湖南 黃金貴 編譯;場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感器的偏置點(diǎn)電路[N];電子報(bào);2013年

5 成都 史為 編譯;場(chǎng)效應(yīng)晶體管和晶體三極管[N];電子報(bào);2013年

6 張弛;芯片巨頭合力研究“零待機(jī)”芯片[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄧劍;雙極型有機(jī)單晶場(chǎng)效應(yīng)晶體管光電性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 燕少安;鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電離輻射效應(yīng)及加固技術(shù)研究[D];湘潭大學(xué);2016年

3 肖永光;鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的保持性能與負(fù)電容效應(yīng)研究[D];湘潭大學(xué);2013年

4 劉林盛;場(chǎng)效應(yīng)晶體管的大信號(hào)模型研究[D];電子科技大學(xué);2011年

5 劉一陽(yáng);并五苯類有機(jī)小分子場(chǎng)效應(yīng)晶體管材料的合成與器件制備[D];蘭州大學(xué);2010年

6 塔力哈爾·夏依木拉提;酞菁銅單晶微納場(chǎng)效應(yīng)晶體管在氣體傳感器中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];東北師范大學(xué);2013年

7 陶春蘭;并五苯性質(zhì)的研究及其場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研制[D];蘭州大學(xué);2009年

8 蔡彬;新型氧化錫微納單晶場(chǎng)效應(yīng)晶體管的設(shè)計(jì)及其在氣體傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用[D];東北師范大學(xué);2014年

9 王偉;有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管、發(fā)光和顯示驅(qū)動(dòng)[D];吉林大學(xué);2006年

10 焦廣泛;隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管和InGaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管的可靠性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 田小婷;GaSb/InAs異質(zhì)結(jié)隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能分析[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 曹露雅;有機(jī)雙極型薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備和應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

3 鄒素芬;新型有機(jī)小分子場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的制備及性能研究[D];杭州師范大學(xué);2015年

4 史柯利;聚合物場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備以及性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

5 李圣威;三柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）電學(xué)特性的建模與仿真[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

6 陳玉成;基于并五苯的有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能研究[D];電子科技大學(xué);2014年

7 秦亞;基于鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本門(mén)電路及靈敏放大器的TCAD模擬[D];湘潭大學(xué);2015年

8 吳傳祿;電離輻射對(duì)MFIS型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管電學(xué)性能的影響[D];湘潭大學(xué);2015年

9 彭龍;雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的模型研究[D];湘潭大學(xué);2015年

10 李凱;基于鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的查找表的設(shè)計(jì)與仿真[D];湘潭大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于二維納米材料場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器的研制與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：313823