本文關(guān)鍵詞： 圖形化 石墨烯陣列 光刻 生物傳感 細(xì)胞增殖　出處：《浙江理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：圖形化石墨烯不僅具有石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能,而且具有特殊的空間排布結(jié)構(gòu),已經(jīng)被廣泛的用于電子元件、化學(xué)傳感器、生物傳感器等方面的應(yīng)用。因此如何制備尺寸均一,形狀規(guī)整的石墨烯陣列,成為石墨烯陣列走向?qū)嵱没那疤�。本文通過微加工技術(shù)與電化學(xué)方法相結(jié)合,在基底上制備了圖形化氧化石墨烯、石墨烯／氧化石墨烯陣列,并用于生物檢測(cè)及細(xì)胞的誘導(dǎo)增殖。具體歸納如下：1.采用光刻技術(shù)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)轉(zhuǎn)印技術(shù)制備了圖形化的氧化石墨烯(GO),經(jīng)電化學(xué)還原后得到還原氧化石墨烯(RGO)陣列。在光刻技術(shù)中,通過控制旋涂GO的濃度,發(fā)現(xiàn)濃度在0.4mg/mL時(shí)可以獲得薄膜質(zhì)量較好的圖形化GO；通過調(diào)節(jié)旋膠速度,控制光刻膠的厚度,制備了厚度分別在～7nm、～15nm、～23nm左右的圖形化GO。在PDMS轉(zhuǎn)印技術(shù),控制轉(zhuǎn)印時(shí)施加的壓力在94.4-102.4N/cm-2范圍內(nèi),模板停留時(shí)間12h,獲得了厚度在40nm左右、圖形化規(guī)整的GO薄膜。GO陣列經(jīng)電化學(xué)還原后得到RGO陣列,展現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性、透光性,制備了導(dǎo)電性在毫安級(jí)、微安級(jí)的RGO“叉指”電極。另外GO表面含有大量的含氧官能團(tuán),如羧基、羥基、環(huán)氧基,使得GO親水性較好,從而具有良好的生物活性。在GO/ITO陣列上,接種MG63與PC12細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞誘導(dǎo)遷移、分裂和增殖等行為。2.通過光刻技術(shù)與電化學(xué)方法相結(jié)合制備RGO/GO微陣列電極。首先該陣列展現(xiàn)出良好的微電極電化學(xué)曲線。通過調(diào)節(jié)陣列結(jié)構(gòu)、電化學(xué)還原時(shí)間以及催化電壓,在直徑20μm圓盤、間距60μm、還原時(shí)間30s、催化電壓0.6V情況下,RGO/GO陣列對(duì)雙氧水展現(xiàn)出較好的檢測(cè)活性。檢測(cè)濃度分別在1×10-3mol L-1～100×10-3mol L-1以及2×10-6mol L-1～100×1 O-6mol L-1范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,檢測(cè)限達(dá)667nM,靈敏度為26.78nA 1m-2mM-1實(shí)現(xiàn)了石墨烯陣列不負(fù)載酶與納米催化劑的情況下對(duì)雙氧水的低濃度檢測(cè),并顯示了較高的靈敏度。其次通過細(xì)胞對(duì)GO、RGO的選擇性生長(zhǎng),研究細(xì)胞在RGO/GO陣列上的遷移、生長(zhǎng)等活動(dòng)。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞選擇性生長(zhǎng)在GO上,并且觸角多數(shù)固定在GO與RGO的界面上。實(shí)現(xiàn)了RGO/GO微陣列電極對(duì)受激細(xì)胞分泌雙氧水的檢測(cè)。
[Abstract]:Graphene not only has unique structure and excellent performance, but also has special spatial arrangement structure, which has been widely used in electronic components, chemical sensors. Biosensor and other applications. Therefore, how to prepare graphene arrays with uniform size and regular shape is the prerequisite for the application of graphene arrays. In this paper, we combine micro-machining with electrochemical methods. Graphene oxide, graphene oxide / graphene oxide arrays were prepared on the substrate for biological detection and cell proliferation. Polydimethylsiloxane (PDMS) transfer printing technique was used to prepare graphene oxide (GFAO). The reduced graphene oxide (RGOO) array was obtained by electrochemical reduction. By controlling the concentration of spin coating go, it is found that the good quality of the film can be obtained when the concentration is 0.4 mg / mL. By adjusting the speed of spin glue and controlling the thickness of photoresist, a graphical geo with thickness of about 15nm / 23nm was prepared respectively in PDMS transfer printing technology. The thickness of the template is about 40 nm when the pressure is in the range of 94.4-102.4 N / cm ~ (-2) and the template residence time is 12 h. The patterned go thin film. Go array was electrochemically reduced to obtain the RGO array, which showed good conductivity and light transmittance, and the conductivity was at the Ma level. In addition, go has a large number of oxygen-containing functional groups, such as carboxyl group, hydroxyl group and epoxy group, which make go hydrophilic better. In order to have good biological activity, MG63 and PC12 cells were inoculated on the GO/ITO array to induce the migration of the cells. RGO/GO microarray electrode was prepared by photolithography and electrochemical method. Firstly, the array showed a good electrochemical curve. By adjusting the structure of the array. The electrochemical reduction time and catalytic voltage are 20 渭 m in diameter, 60 渭 m in spacing, 30 s in reduction time and 0.6 V in catalytic voltage. RGO/GO array showed good detection activity for hydrogen peroxide. The detection concentration was 1 脳 10 -3 mol L -1 and 100 脳 10 -3 mol 路L -1, respectively. The linear range was 100 脳 10 ~ (-6) mol 路L ~ (-1) and 2 脳 10 ~ (-6) mol 路L ~ (-1) mol 路L ~ (-1). The detection limit was 667nM, and the sensitivity was 26.78nA1m-2mM-1. The low concentration of hydrogen peroxide could be detected with graphene array unsupported enzyme and nanometer catalyst. And showed high sensitivity. Secondly, through the selective growth of cells to GORGO, the migration and growth of cells on RGO/GO arrays were studied. It was found that the cells grew selectively on go. Most of the antennae were fixed on the interface between go and RGO. The RGO/GO microarray electrode was used to detect the hydrogen peroxide secreted by stimulated cells.
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q2-33;TQ127.11

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本文編號(hào)：1460831