本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯納米復(fù)合材料的增敏效應(yīng)構(gòu)建高靈敏電化學(xué)適體傳感器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯是單原子厚度的二維碳原子晶體,具有獨特的結(jié)構(gòu)和性能,如大的比表面積,高導(dǎo)熱性和優(yōu)良的電子傳遞性質(zhì)。將石墨烯與其他納米材料復(fù)合,借助不同組分間的協(xié)同作用,可以拓展和增強(qiáng)石墨烯的電化學(xué)性能及生物兼容性。近年來,利用石墨烯納米復(fù)合材料固定納米生物探針(如酶、抗體、核酸適體)用于構(gòu)建生物傳感器已得到廣泛的運用。核酸適體作為一種新型的納米生物探針,因其具有諸多優(yōu)于抗體的特點(如易體外合成、易標(biāo)記、穩(wěn)定性好),它的出現(xiàn)為生物分析方法和傳感器的設(shè)計開辟了新思路。電化學(xué)檢測技術(shù)因其具有選擇性好、靈敏度高,以及快速、簡單、測試費用低和易于微型化等優(yōu)點而在適體傳感器的發(fā)展中占有重要的地位。基于核酸適體的電化學(xué)傳感器集成了適體和電化學(xué)傳感兩方面的優(yōu)勢成為近年來的研究熱點,各種新穎的設(shè)計思路不斷涌現(xiàn)。本文從利用新型石墨烯納米復(fù)合材料作為組裝核酸適體探針的活性界面,并用于構(gòu)建信號放大的電化學(xué)生物適體傳感器進(jìn)行了研究和探索,主要研究內(nèi)容如下： 1.基于空心CoPt合金納米球修飾石墨烯構(gòu)建的多重放大的電化學(xué)適體傳感器用于高靈敏凝血酶的檢測 該工作基于石墨烯和空心CoPt合金納米球的放大技術(shù)構(gòu)建了一種用于高靈敏檢測凝血酶的電化學(xué)適體傳感器。首先,采用一種高效的兩步合成法合成高質(zhì)量的空心CoPt合金納米球負(fù)載的石墨烯(HCoPt-RGs),并將這一復(fù)合物用于共價鍵合氧化還原探針硫董(Thi),辣根過氧化物酶(HRP)以及標(biāo)記凝血酶適體Ⅱ(Atp Ⅱ)作為檢測探針,這樣有利于提高電活性物質(zhì)和生物分子的固載量。將CoPt復(fù)合物用殼聚糖交聯(lián)后滴涂于玻碳電極表面,活化后可固定捕獲探針適體Ⅰ(Atp Ⅰ),這樣可大大降低非特異性吸附。形成夾心型的適體傳感器后,由于辣根過氧化物酶和空心CoPt納米球?qū)202的催化作用能放大硫董的電化學(xué)信號,傳感器的檢測信號得到了進(jìn)一步放大,因而該傳感器的檢測靈敏度顯著提高。該傳感器對凝血酶的檢測范圍為1.0×10-12～5.0×10-8mo1·L-1,同時也獲得相對較低的檢測限3.4×10-13mo1·L-1。此外,該傳感器具選擇性好、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性優(yōu)良,這表明該傳感器有望應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)研究中。 2.基于功能化氧化石墨烯和納米金層層組裝的原位酶動力學(xué)銀增強(qiáng)放大技術(shù)構(gòu)建超靈敏凝血酶適體傳感器 該工作運用納米金及堿性磷酸酯酶的層層自組裝技術(shù)放大酶促銀增強(qiáng)信號,從而設(shè)計了一種高效的原位信號放大策略用于超靈敏檢測凝血酶。羧基功能化的石墨烯(FGO)作為納米金和堿性磷酸酯酶層層自組裝的載體,通過多次組裝形成FGO-(ALP-Au)n復(fù)合物,并將這一復(fù)合物用于標(biāo)記凝血酶適體探針。適體夾心反應(yīng)后,捕獲到適體傳感器表面的堿性磷酸酯酶能催化抗壞血酸-2磷酸酯(AAP)原位產(chǎn)生還原劑抗壞血酸,而抗壞血酸能將溶液中的Ag+還原成納米Ag沉積在傳感器表面,運用線性掃描伏安法可以檢測沉積到電極表面的納米Ag的電化學(xué)信號。此外,我們研究發(fā)現(xiàn),用乙醇胺作為封閉劑能大大減少非特異吸附,背景信號也得到了有效的降低,因而能大大增強(qiáng)傳感器的靈敏度。基于以上信號放大的優(yōu)點,該傳感器實現(xiàn)了對凝血酶的超靈敏檢測,檢測下限為2.7fmo1·L-1,比常規(guī)酶促電化學(xué)適體傳感器的靈敏度提高了2-3個數(shù)量級。 3.基于綠色、原位、非模板法在氧化石墨烯上直接合成Pt@Ag納米鏈及其在電化學(xué)生物傳感器上的應(yīng)用研究 該工作首次成功構(gòu)建了一種基于綠色、原位、非模板法在氧化石墨烯上直接合成Pt@Ag納米鏈及其在電化學(xué)生物傳感器上的應(yīng)用研究。功能化的氧化石墨烯作為誘導(dǎo)劑,誘導(dǎo)原位酶動力學(xué)合成Ag納米鏈。這樣做有很多優(yōu)點,如無環(huán)境污染、合成條件溫和、穩(wěn)定性好及產(chǎn)量大等。此外,我們研究發(fā)現(xiàn),將石墨烯上生長的Ag納米鏈上通過電化學(xué)沉積的方法包裹上一層納米Pt,可以使得Ag納米鏈具有更多優(yōu)異的性能,如良好的導(dǎo)電性、較大的比表面積和優(yōu)異的電化學(xué)氧化還原活性�；谶@一點,我們將這種直接利用Pt@Ag納米鏈的氧化還原信號作為電子媒介體,構(gòu)建一種免標(biāo)記型的電化學(xué)生物傳感器。該傳感器用于高靈敏檢測血小板生長因子,檢測的線性范圍在6pmo1·L-1～40nmo1·L-1之間,檢測下限達(dá)到1.97pmo1·L-1,比常規(guī)用于檢測血小板生長因子的適體傳感器的靈敏度提高了3個數(shù)量級。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)適體傳感器 石墨烯 凝血酶 血小板生長因子 納米復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP212;O657.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 適體傳感器概述11-12
• 1.1.1 適體及適體生物傳感器11-12
• 1.1.2 適體用于生物傳感器的優(yōu)勢12
• 1.2 電化學(xué)適體傳感器12-16
• 1.2.1 電化學(xué)適體傳感器的原理12-13
• 1.2.2 電化學(xué)適體生物傳感器的分類13
• 1.2.3 電化學(xué)適體生物傳感器的研究進(jìn)展13-16
• 1.3 納米材料在電化學(xué)適體傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用16-20
• 1.3.1 納米材料16
• 1.3.2 納米材料在電化學(xué)適體生物傳感器中的應(yīng)用16-17
• 1.3.3 石墨烯及石墨烯納米復(fù)合材料17
• 1.3.4 石墨烯納米復(fù)合材料在適體傳感器中的研究進(jìn)展17-20
• 1.4 適體傳感器在其他方面的應(yīng)用前景20
• 1.5 本文研究思路20-22
• 第二章 基于空心COPT合金納米球修飾石墨烯構(gòu)建的多重放大的電化學(xué)適體傳感器用于高靈敏凝血酶的檢測22-32
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實驗部分23-26
• 2.2.1 儀器和試劑23
• 2.2.2 空心CoPt合金納米粒子修飾的石墨烯納米復(fù)合材料的制備23-24
• 2.2.3 硫堇(Thi)功能化HCoPt-RGs標(biāo)記適體探針(Apt Ⅱ)的合成24-25
• 2.2.4 夾心型電化學(xué)適體傳感器的制備25
• 2.2.5 實驗測定方法25-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-31
• 2.3.1 電極仿生界面組裝過程的電化學(xué)特性26
• 2.3.2 實驗條件的優(yōu)化26-29
• 2.3.3 適體傳感器的性能29-31
• 2.4 結(jié)論31-32
• 第三章 基于功能化氧化石墨烯和納米金層層組裝的原位酶動力學(xué)銀增強(qiáng)放大技術(shù)構(gòu)建超靈敏凝血酶適體傳感器32-42
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實驗部分33-36
• 3.2.1 儀器與試劑33
• 3.2.2 ALP包裹的納米金制備33-34
• 3.2.3 功能化氧化石墨烯(FGO)的制備34
• 3.2.4 FGO-(ALP-Au)n-TBAII生物耦合物的制備34
• 3.2.5 適體傳感器的構(gòu)建34-35
• 3.2.6 測定步驟和檢測機(jī)理35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-41
• 3.3.1 FGO-(ALP-Au)n納米復(fù)合材料的表征36-37
• 3.3.2 傳感器響應(yīng)信號的增大及背景信號的減小37-38
• 3.3.3 適體傳感器檢測條件的優(yōu)化38-39
• 3.3.4 適體傳感器用于檢測凝血酶時的響應(yīng)性能39-40
• 3.3.5 適體傳感器的其他性能40-41
• 3.4 結(jié)論41-42
• 第四章 基于綠色、原位、非模板法在氧化石墨烯上直接合成PT@AG納米鏈及其在電化學(xué)生物傳感器上的應(yīng)用研究42-52
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實驗部分43-45
• 4.2.1 儀器與試劑43
• 4.2.2 大量羧基功能化的還原石墨烯(CFG)的制備方法43-44
• 4.2.3 CFG表面合成納米Pt包裹Ag納米鏈(Pt@AgNCs)的制備44-45
• 4.2.4 Pt@AgNCs-CFG用于制備電化學(xué)適體傳感器的方法45
• 4.3 結(jié)果與討論45-51
• 4.3.1 AgNCs及the Pt@AgNCs的SEM表征45-47
• 4.3.2 AgNCs和Pt@AgNCs的循環(huán)伏安(CV)和X射線光電子能譜(XPS)表征47-48
• 4.3.3 適體傳感器層層組裝過程的電化學(xué)性質(zhì)表征48-49
• 4.3.4 傳感器的響應(yīng)性能49-50
• 4.3.5 傳感器的選擇性和重現(xiàn)性50-51
• 4.3.6 傳感器的初步應(yīng)用51
• 4.4 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 作者部分相關(guān)論文題錄58-59
• 致謝59

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蘇敬敬;董強(qiáng);;絲氨酸蛋白酶調(diào)控酸敏感離子通道及上皮鈉離子通道機(jī)制研究進(jìn)展[J];神經(jīng)損傷與功能重建;2009年02期

2 蘇敬敬;董強(qiáng);;酸敏感離子通道蛋白與組織型激肽釋放酶相互作用的研究[J];神經(jīng)損傷與功能重建;2009年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 沈登科;尖吻蝮蛇FIX/FX-bps的抗凝血和降血壓活性機(jī)理及FIX/FX親和純化的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 黨永強(qiáng);基于生物分子/納米材料的功能識別體系的構(gòu)筑及相關(guān)機(jī)理研究[D];吉林大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯納米復(fù)合材料的增敏效應(yīng)構(gòu)建高靈敏電化學(xué)適體傳感器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：261986