光電化學(xué)生物傳感的檢測(cè)原理是一定波長的光照條件下,識(shí)別元件（通常使用半導(dǎo)體材料）可以和目標(biāo)生物分子發(fā)生生物識(shí)別作用而使得電信號(hào)（電壓或電流）發(fā)生改變。因價(jià)格低廉、裝置簡單、易于微型化、相對(duì)靈敏度高、背景信號(hào)低等優(yōu)勢(shì),使得光電化學(xué)生物傳感在生命分析中吸引了更多的關(guān)注,如酶傳感、免疫分析、DNA分析和細(xì)胞分析。通常而言,光電化學(xué)傳感器的核心部分是電活性材料和分析策略兩方面。目前,常使用的光電活性物質(zhì)為有機(jī)光電活性物質(zhì)和無機(jī)光電活性物質(zhì)及復(fù)合材料（改性或摻雜已有的半導(dǎo)體材料,兩種或兩種以上的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)）。常用的分析策略則有能量轉(zhuǎn)移、空間位阻、敏化效應(yīng)、原位生成電子供體和活性物質(zhì)做標(biāo)記物等。脂質(zhì)體通常是由磷脂和膽固醇構(gòu)成而具有雙分子層結(jié)構(gòu)的球形空心囊泡。脂質(zhì)體的磷脂雙分子層內(nèi)可以包裹一些親油性物質(zhì),而脂質(zhì)體球形囊泡內(nèi)可以包裹一些親水性物質(zhì)。目前,脂質(zhì)體被熱衷用作藥物載體,有體內(nèi)靶向給藥、降低藥物副作用、定位定時(shí)定速釋放藥物等作用。本文側(cè)重于脂質(zhì)體包裹水溶性物質(zhì),通過戊二醛耦合法和二抗相連而實(shí)現(xiàn)免疫夾心復(fù)合物,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光電化學(xué)生物傳感研究�；诖�,本論文進(jìn)行了如下幾方面工作:1. 基... 

【文章來源】：淮陰工學(xué)院江蘇省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

普通脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)圖和功能脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)圖

陸磊新型脂質(zhì)體光電化學(xué)生物傳感研究第6頁1.2.2PEC生物傳感器原理光電化學(xué)是指在一定波長的光激發(fā)下，半導(dǎo)體材料價(jià)帶上的電子激發(fā)到導(dǎo)帶上，電極和溶液中的電子電荷形成回路而使得電流發(fā)生變化。若導(dǎo)帶上的電子轉(zhuǎn)移到電極上就形成陽極光電流，若導(dǎo)帶上的電子轉(zhuǎn)移到溶液中則會(huì)形成陰極光電流[21-23]。通常情況下，電極的基底材料是n型半導(dǎo)體（半導(dǎo)體中電子數(shù)多于空穴數(shù)），則產(chǎn)生的就是陽極光電流；電極的基底材料是p型半導(dǎo)體，電極上的電子轉(zhuǎn)移填充到半導(dǎo)體材料的光生空穴上而產(chǎn)生陰極光電流。圖1.2為陽極光電流和陰極光電流的光電機(jī)理。圖1.2無機(jī)半導(dǎo)體材料在PEC中的光電作用機(jī)理(a)陽極光電流；(b)陰極光電流Fig.1.2PhotoelectricMechanismofInorganicSemiconductorMaterialsinPEC(a)Anodicphotocurrent;(b)Cathodephotocurrent值得注意的是，一定波長的光是指光的光子能量要高于半導(dǎo)體帶隙能量，這樣才能確保半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子吸收足夠的能量使得其能夠躍遷到導(dǎo)帶上而在價(jià)帶的原相應(yīng)位置形成空穴[24]。因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，則空穴就理解為帶有相應(yīng)的負(fù)電，并可以把空穴的移動(dòng)方向理解為電子的反方向。電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶上，可以理解為電子在基態(tài)上受到足夠能量轟擊躍遷到激發(fā)態(tài)上，那么激發(fā)態(tài)上的電子也有自動(dòng)回到基態(tài)上并釋放能量的這種趨勢(shì)[25]。為了避免這種趨勢(shì)的發(fā)生，溶液中一般有電子供體/電子受體的存在，以確保光電流的穩(wěn)定存在[26,27]。所以，PEC生物傳感器的原理可以簡述為電極上電壓/電流的變化情況反應(yīng)相應(yīng)的生物識(shí)別情況。具體講就是，生物識(shí)別體系可以將生物化學(xué)信息(如分析物濃度）轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌O上電信號(hào)的變化（如電壓或電流），而且這兩者變化之間存在一定的函數(shù)關(guān)系[28-30]。圖1.3為光電化學(xué)生物傳感器的工作原理。

淮陰工學(xué)院碩士學(xué)位論文第7頁圖1.3光電化學(xué)生物傳感器的工作原理Fig.1.3Workingprincipleofphotoelectrochemicalbiosensor1.2.3PEC生物傳感器的分類及其應(yīng)用根據(jù)信號(hào)傳導(dǎo)模式的差異，PEC生物傳感器可以分為兩種類型，分別是電位型和電流型。電位型PEC傳感器常使用的是基于電場效應(yīng)的LAPS[31-35]。電流型PEC傳感器目前的主要研究熱點(diǎn)方向是酶傳感、免疫分析、細(xì)胞分析和DNA分析。從有無標(biāo)記物角度分類，電流型PEC傳感器可以分為標(biāo)記型和無標(biāo)記型。標(biāo)記型就有有標(biāo)記物，靈敏度相對(duì)較高，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。無標(biāo)記性則沒有標(biāo)記物，不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。另外，從生物化學(xué)反應(yīng)的角度，電流型PEC傳感器則可以分為生物催化型和生物親和型。生物催化型主要是通過酶的催化性、專一性、溫和性，來催化電極上的特定底物從而提高反應(yīng)的可行性或速率。生物親和型則是利用目標(biāo)識(shí)別物和生物識(shí)別探針之間的特異性結(jié)合，如抗原抗體之間的免疫反應(yīng)、DNA的雜化反應(yīng)等[36-40]。DNA作為一種重要的生物分子，帶有詳細(xì)的編碼信息，存在現(xiàn)所知的所有生命形式中。DNA相互作用一般有DNA損傷、DNA雜交、DNA與小分子結(jié)合。這些作用一般會(huì)導(dǎo)致PEC標(biāo)記物或PEC指示劑或核酸的光電流發(fā)生間接或者直接變化[21,41]。作標(biāo)記物的PEC活性物質(zhì)，通常標(biāo)記在DNA末端[42]。Tokudome等人利用帶有染料分子的目標(biāo)DNA和無染料分子的目標(biāo)DNA與探針DNA的雜交存在競爭性。雜交后，雙鏈DNA形成會(huì)使得染料分子靠近TiO2。當(dāng)受到光激發(fā)時(shí)，染料分子產(chǎn)生的電子會(huì)轉(zhuǎn)移到TiO2電極上實(shí)現(xiàn)光電流的增強(qiáng)，從而使得目標(biāo)DNA和光電流的變化產(chǎn)生聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了DNA濃度的檢測(cè)[43,44]。酶具有很強(qiáng)催化活性和反應(yīng)特異性的蛋白質(zhì)，這使得PEC酶傳感分析成為一個(gè)研究的熱重點(diǎn)。作為一種蛋白質(zhì)，酶是不導(dǎo)電的，故而酶?


本文編號(hào)：3482747