基于靜電紡絲技術(shù)構(gòu)建非酶?jìng)鞲薪缑娴难芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2019-07-04 08:58
【摘要】：近年來(lái),生物傳感器在醫(yī)療診斷、食品工業(yè)、生物技術(shù)等諸多領(lǐng)域都扮演著舉足輕重的角色。尤其是電化學(xué)生物傳感器因靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低、能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)而備受關(guān)注。電化學(xué)生物傳感器包括酶?jìng)鞲泻头敲競(jìng)鞲袃煞N。由于生物酶不穩(wěn)定且容易失活、固定步驟復(fù)雜、成本高昂等缺點(diǎn)而限制了電化學(xué)酶?jìng)鞲衅鞯陌l(fā)展。納米材料的發(fā)展為構(gòu)建特異催化活性表面提供了更多可能,推動(dòng)了整個(gè)電化學(xué)非酶?jìng)鞲衅鞯陌l(fā)展。為了深入地理解各種納米材料在電化學(xué)非酶?jìng)鞲衅髦兴鸬淖饔?根據(jù)需要制備滿足需求的納米材料,設(shè)計(jì)更加高效理想的非酶?jìng)鞲衅?我們?cè)诰C述電化學(xué)非酶?jìng)鞲衅靼l(fā)展和常用的電極修飾材料的基礎(chǔ)上,展開(kāi)實(shí)驗(yàn),研究了納米材料的組成和檢測(cè)體系對(duì)電化學(xué)非酶?jìng)鞲衅餍阅艿挠绊�。全文�?nèi)容如下:1、由于固態(tài)催化劑的性質(zhì)是由在原子水平的表面化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)所決定,還受催化劑的形貌、分散度、晶粒大小和表面特性等影響。為了研究催化劑的化學(xué)組成對(duì)其催化生物小分子性能的影響,我們選用靜電紡絲技術(shù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的調(diào)控紡織了一批尺寸大小和微觀結(jié)構(gòu)非常相似的WO3,Co3O4和CoWO4納米纖維,研究了這些納米纖維的物質(zhì)組成對(duì)其生物催化能力的影響。電化學(xué)結(jié)果表明二元金屬氧化物CoWO4納米纖維對(duì)H_2O_2氧化呈現(xiàn)出顯著的電催化活性,明顯優(yōu)于相同織構(gòu)的WO3和Co3O4。這一結(jié)果表明催化劑的化學(xué)組成對(duì)非酶?jìng)鞲衅鞯碾娀瘜W(xué)性能有很大的影響,其理想的測(cè)試電位密切依賴于檢測(cè)電極表面催化劑的化學(xué)組成。2、我們的第一個(gè)工作證明了納米材料的化學(xué)組成與其電催化生物小分子的活性密切相關(guān),納米材料本身的電化學(xué)反應(yīng)會(huì)介導(dǎo)它參與的催化反應(yīng),我們第一個(gè)工作中的設(shè)計(jì)的二元金屬氧化物的催化活性優(yōu)于一元金屬氧化物,但又該如何設(shè)計(jì)多元金屬氧化物呢?在本工作中,我們將二元金屬氧化物的陰離子保持不變,選擇具有電活性Ni2+和非電活性Ca2+的兩種金屬離子,仍然用電紡技術(shù)制備出具有相似形貌和微觀結(jié)構(gòu)的一維CaMoO4和NiMoO_4納米纖維。以它們作為非酶葡萄糖傳感器的修飾電極電極材料,研究了他們電催化能力的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NiMoO_4傳感器對(duì)葡萄糖的催化活性比大多數(shù)報(bào)道的NiO和Co3O4催化劑高,甚至高于CaMoO4,這一結(jié)果表明當(dāng)催化劑的組成相似時(shí),可以參與反應(yīng)的金屬活性中心越多,其催化活性越高。這個(gè)工作為設(shè)計(jì)優(yōu)異的非酶葡萄糖傳感催化劑提供一個(gè)新的路徑。3、大多數(shù)納米材料在堿性體系中檢測(cè)生物分子的催化活性高,但是堿性體系不利于生物分子實(shí)時(shí)分析。事實(shí)上,在中性體系中的生物檢測(cè)更接近于實(shí)際的生物體系。為了探究不同的檢測(cè)體系對(duì)生物催化活性的影響,我們基于電紡技術(shù)設(shè)計(jì)合成了相似微觀結(jié)構(gòu)的NiO和SnO2納米管應(yīng)用于非酶?jìng)鞲衅髦�。�?shí)驗(yàn)結(jié)果表示納米材料在堿性體系中檢測(cè)生物分子的催化活性高于中性體系,納米材料本身的電化學(xué)反應(yīng)的在堿性體系中更容易進(jìn)行,通過(guò)介導(dǎo)反應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生物分子的催化,而本工作中發(fā)現(xiàn)兩性氧化物SnO2在堿性體系中的電化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在中性體系中檢測(cè)H_2O_2時(shí)更穩(wěn)定且催化活性更好,更接近實(shí)際的生物體系,這為電化學(xué)非酶?jìng)鞲衅髡业筋愃频姆律负吞囟ù呋瘎┘{米材料修飾在電極表面提供了一個(gè)新的希望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ340.64;O657.1
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本文編號(hào)：2509800
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【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
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