本文關(guān)鍵詞：復(fù)合納米材料的合成及其在生物傳感器中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 生物傳感器 復(fù)合納米材料 抗原抗體 免疫夾心反應(yīng) 聚多巴胺 聚丙烯酸納米刷 葡萄糖

【摘要】：生物傳感技術(shù)是現(xiàn)代分析科學(xué)與生物檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ),是分析化學(xué)的前沿領(lǐng)域,在生命科學(xué)、疾病診斷與治療、食品安全等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。生物傳感技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)分析手段中復(fù)雜費(fèi)時(shí)的生物分析方法,具有選擇性好、靈敏度高以及快速、原位、微型化、低成本等優(yōu)點(diǎn),為生命科學(xué)研究提供了有效的手段。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生物傳感方法和分析技術(shù)也面臨著新的需求與挑戰(zhàn),檢測(cè)對(duì)象的多樣化、復(fù)雜化;高靈敏度、高選擇性、無(wú)損傷、無(wú)接觸等技術(shù)需求應(yīng)運(yùn)而生。近些年來(lái),納米技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn),復(fù)合納米材料不僅具有傳統(tǒng)納米材料的比表面積大、導(dǎo)電性高、機(jī)械性能強(qiáng)等特點(diǎn),還具有催化活性高、吸附能力強(qiáng)、生物相容性良好等優(yōu)點(diǎn),在生物信號(hào)識(shí)別、檢測(cè)中展現(xiàn)了越來(lái)越重要的作用,并且為構(gòu)建高選擇性、高靈敏、快速高效的生物傳感器提供了新的設(shè)計(jì)思路。在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,圍繞復(fù)合納米材料在電化學(xué)、光化學(xué)及生物傳感相關(guān)的應(yīng)用,本論文主要研究了幾種新型納米材料的合成,并且通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)的生物傳感器對(duì)生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)。具體工作如下:(1)論文第二章中,通過(guò)對(duì)包裹有聚多巴胺(PDA)的核殼型納米顆粒進(jìn)行研究,發(fā)展了一種核殼型的四氧化三鐵-聚多巴胺納米粒子(Fe3O4-PDA)的綠色合成方法以及它們?cè)诖呋I(lǐng)域的應(yīng)用。磁性Fe3O4納米粒子通過(guò)一步水熱法合成,多巴胺可以在Fe3O4表面自聚成膜形成PDA,PDA作為還原劑與偶聯(lián)劑可以實(shí)現(xiàn)金納米顆粒(Au NPs)的還原性沉積。沉積了Au NPs的Fe3O4-PDA在對(duì)對(duì)硝基苯酚進(jìn)行還原時(shí)展示出了高度的催化活性。并且,該催化劑在催化活動(dòng)中進(jìn)行多次循環(huán)利用之后并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯損失,因此可重復(fù)使用的性能良好。PDA和磁性Fe3O4獨(dú)特的協(xié)同與偶聯(lián)作用使核殼型的納米材料可以作為一個(gè)多功能的平臺(tái),蘊(yùn)藏著很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。(2)論文第三章中,利用三明治夾心免疫原理設(shè)計(jì)了一種新型靈敏比色免疫傳感器用以對(duì)卵巢癌標(biāo)志物(CA125)進(jìn)行檢測(cè)。其中氨基化的四氧化三鐵納米磁珠(Fe3O4 NPs)作為易分離的免疫探針用于標(biāo)記anti-CA125一抗。中空型聚多巴胺-金納米材料(PDA-Au)作為標(biāo)記物用以固定anti-CA125二抗。金納米顆粒(Au NPs)在對(duì)硝基苯酚還原成對(duì)氨基苯酚的還原過(guò)程中起著很好的催化能力。還原過(guò)程中產(chǎn)生的顏色變化和對(duì)硝基苯酚的紫外/可見(jiàn)吸收變化與CA125的濃度線(xiàn)性相關(guān)。隨著CA125加入量的增加,進(jìn)入免疫體系中與二抗相連的PDA-Au的量也隨之增加。在硼氫化鈉作還原劑的條件下,實(shí)驗(yàn)測(cè)定了不同時(shí)間點(diǎn)、不同濃度CA125所對(duì)應(yīng)對(duì)硝基苯酚紫外/可見(jiàn)吸收的變化。該比色免疫檢測(cè)方法的線(xiàn)性范圍為是從0-100 U/mL,檢測(cè)下限達(dá)0.1 U/m L,線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為0.9924。另外,將這種免疫方法應(yīng)用于人血清樣本中,得到滿(mǎn)意的檢測(cè)結(jié)果。(3)論文第四章中,合成的聚丙烯酸納米刷(SPAABs)可以與辣根過(guò)氧化物酶(HRP)相連形成SPAAB-HRP。基于SPAAB-HRP設(shè)計(jì)了一種超靈敏的電化學(xué)免疫傳感器用于對(duì)蛋白質(zhì)的檢測(cè)。SPAABs的三維結(jié)構(gòu)有利于有效穩(wěn)定地固定足量的HRP。SPAAB-HRP能夠在鄰苯二胺(OPD)氧化H2O2的反應(yīng)中起到較高的催化作用,表現(xiàn)出顯著的示差脈沖極譜(DPV)信號(hào)響應(yīng)變化并伴隨相應(yīng)的顏色改變。實(shí)驗(yàn)使用人免疫球蛋白G(HIgG)作為模型分析物構(gòu)建了三明治夾心型免疫傳感器,利用氧化石墨烯(GO)固定捕獲抗體(Ab1),SPAAB-HRP外層連接免疫抗體(Ab2)。上述免疫傳感器在HIgG濃度100 pg/m L-100μg/m L范圍內(nèi)具有良好的線(xiàn)性響應(yīng),在S/N=5時(shí)檢出限為50 pg/m L,與傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附相比,靈敏度擴(kuò)大6.7倍。(4)葡萄糖的超靈敏快速準(zhǔn)確檢測(cè)在疾病診斷和臨床醫(yī)學(xué)上至關(guān)重要。在傳統(tǒng)的葡萄糖檢測(cè)中,常使用酶固定方法。論文第五章中,三維聚丙烯酸納米刷(PAA-nano silica)由于其良好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的酶負(fù)載能力,在本實(shí)驗(yàn)中用于連接雙酶(葡萄糖氧化酶和辣根過(guò)氧化物酶)進(jìn)行聯(lián)酶催化。PAA-nano silica-雙酶體系的主要優(yōu)點(diǎn)在于,雙酶密集排布,降低中間產(chǎn)物H2O2的擴(kuò)散消耗。在聯(lián)酶反應(yīng)中,提高了酶的利用效率,從而提高了葡萄糖檢測(cè)的特異性和整體反應(yīng)效率。因此,基于PAA-nano silica-雙酶的葡萄糖傳感器展示出了很好的信號(hào)放大效果。(5)論文第六章中,合成一種新型的光電化學(xué)復(fù)合材料ZnO-Au@CdS用于對(duì)葡萄糖的超靈敏檢測(cè)。Au顆粒和CdS顆粒沉積在銀耳狀ZnO表面。光電復(fù)合材料ZnO-Au@CdS中的CdS顆�？杀焕备^(guò)氧化物酶(HRP)和H2O2刻蝕,從而使光電信號(hào)降低。隨著H2O2量的增加,消耗CdS的量逐漸增加,產(chǎn)生的信號(hào)響應(yīng)降低。該傳感器在H2O2濃度0-100μM范圍內(nèi)具有良好的線(xiàn)性響應(yīng),在S/N=3時(shí)檢出限為0.14μM。由于葡萄糖可在葡萄糖氧化酶(GOx)催化下產(chǎn)生H2O2,并且GOx可以穩(wěn)定固定在ZnO-Au@CdS表面,本實(shí)驗(yàn)進(jìn)而對(duì)葡萄糖進(jìn)行檢測(cè)。葡萄糖檢測(cè)線(xiàn)性范圍為是從0-400μM,檢測(cè)下限達(dá)0.50μM,線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為0.9928。
【關(guān)鍵詞】：生物傳感器 復(fù)合納米材料 抗原抗體 免疫夾心反應(yīng) 聚多巴胺 聚丙烯酸納米刷 葡萄糖
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;TP212.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 生物傳感器與納米材料11-16
• 1 生物傳感器11-12
• 1.1 免疫傳感器11-12
• 1.2 酶?jìng)鞲衅?/span>12
• 1.3 組織傳感器12
• 2 納米材料12-14
• 2.1 納米材料的發(fā)展13
• 2.2 功能化納米材料在生物傳感器中的應(yīng)用13-14
• 3 本文構(gòu)思及主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第二章 Au/Fe_3O_4@PDA核殼材料的構(gòu)建及其作為可循環(huán)使用的催化劑的研究16-24
• 1 引言16-17
• 2 實(shí)驗(yàn)部分17-18
• 2.1 儀器和試劑17
• 2.2 Au/Fe_3O_4@PDA的合成17
• 2.3 催化性能的測(cè)定17-18
• 2.4 材料的穩(wěn)定性測(cè)試18
• 3 結(jié)果與討論18-23
• 3.1 Au/Fe_3O_4@PDA納米顆粒的合成示意18-19
• 3.2 Au/Fe_3O_4@PDA納米顆粒特征描述19-21
• 3.3 Au/Fe_3O_4@PDA納米材料的催化性能討論21-22
• 3.4 Au/Fe_3O_4@PDA納米材料的循環(huán)使用能力研究22-23
• 4 小結(jié)23-24
• 第三章 中空型聚多巴胺-金納米顆粒用于卵巢癌標(biāo)志物非酶型靈敏比色檢測(cè)24-35
• 1 引言24-26
• 2 實(shí)驗(yàn)部分26-27
• 2.1 儀器和試劑26
• 2.2 制備氨基化的Fe_3O_4納米磁珠(Fe_3O_4 NPs)26
• 2.3 制備中空型聚多巴胺-金納米材料(PDA-Au)26
• 2.4 制備免疫傳感器26-27
• 3 結(jié)果與討論27-34
• 3.1 免疫傳感器設(shè)計(jì)與機(jī)制27-28
• 3.2 合成納米顆粒的表征28-29
• 3.3 免疫檢測(cè)條件的優(yōu)化29-31
• 3.4 免疫傳感器性能的分析31-32
• 3.5 信號(hào)放大功能的評(píng)估32
• 3.6 免疫傳感器的選擇性，，特異性和穩(wěn)定性研究32-33
• 3.7 實(shí)際樣品分析33-34
• 4 小結(jié)34-35
• 第四章 聚丙烯酸納米刷-辣根過(guò)氧化酶的電化學(xué)免疫傳感器用于蛋白質(zhì)的超靈敏檢測(cè)35-46
• 1 引言35-37
• 2 實(shí)驗(yàn)部分37-38
• 2.1 儀器與試劑37
• 2.2 聚丙烯酸納米刷(SPAABs)的合成37-38
• 2.3 SPAAB-HRP-Ab2的合成38
• 2.4 GO-Ab1的合成38
• 2.5 SPAABs修飾的電化學(xué)傳感器的構(gòu)建38
• 3 結(jié)果與討論38-45
• 3.1 檢測(cè)原理及SPAABs納米顆粒表征38-40
• 3.2 免疫傳感器的制備40-41
• 3.3 免疫體系的優(yōu)化41-43
• 3.4 免疫傳感器的性能與信號(hào)放大性能評(píng)估43-44
• 3.5 選擇性分析44
• 3.6 實(shí)際樣品分析44-45
• 4 小結(jié)45-46
• 第五章 聚丙烯酸刷納米硅球聯(lián)酶反應(yīng)用于對(duì)葡萄糖的超靈敏檢測(cè)46-54
• 1 引言46-47
• 2 實(shí)驗(yàn)部分47-48
• 2.1 儀器與試劑47
• 2.2 PAA-nano silica的制備47
• 2.3 PAA-nano silica-雙酶的制備47
• 2.4 葡萄糖檢測(cè)47-48
• 3 結(jié)果與討論48-53
• 3.1 檢測(cè)機(jī)制與材料表征48-50
• 3.2 傳感器條件優(yōu)化50-51
• 3.3 葡萄糖傳感器性能分析51-52
• 3.4 選擇性與穩(wěn)定性52
• 3.5 實(shí)際樣品分析52-53
• 4 小結(jié)53-54
• 第六章 銀耳狀ZnO-Au@CdS的光電化學(xué)生物刻蝕用于葡萄糖的超靈敏檢測(cè)54-65
• 1 引言54-56
• 2 實(shí)驗(yàn)部分56-58
• 2.1 儀器與試劑56
• 2.2 ZnO-Au@CdS光電復(fù)合材料的合成56-57
• 2.3 ZnO-Au@CdS電極的制備57
• 2.4 H_2O_2的定量和葡萄糖生物傳感器的建立57-58
• 3 結(jié)果與討論58-64
• 3.1 傳感機(jī)理58-59
• 3.2 ZnO-Au@CdS納米顆粒表征59-61
• 3.3 ZnO-Au@CdS電極的光電特性61-62
• 3.4 傳感器的條件優(yōu)化62-63
• 3.5 傳感器的性能分析63
• 3.6 選擇性分析63-64
• 4 小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-78
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文78-79
• 致謝79

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉威;鐘偉;都有為;;核/殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米材料研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2007年03期

2 楊瑞海;陸文雄;;復(fù)合納米材料和復(fù)合摻合料對(duì)混凝土性能影響的研究[J];水泥工程;2008年01期

3 顏漢軍;;復(fù)合納米材料對(duì)混凝土及水泥砂漿性能的影響[J];新型建筑材料;2008年07期

4 周庚俠;班書(shū)寶;孫天玉;顧濟(jì)華;吳東岷;;大粘度復(fù)合納米材料面投影微立體光刻系統(tǒng)的分辨率研究[J];應(yīng)用光學(xué);2011年05期

5 于妍妍;谷慧;劉曉倩;周天舒;施國(guó)躍;;新型復(fù)合納米材料的電催化行為研究及其在活體分析中的應(yīng)用[J];化學(xué)傳感器;2011年04期

6 陳鋒,朱依萍,馬宏燎,柏子龍,張金龍;TiO_2-CdS-MCM-41復(fù)合納米材料的合成和表征[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2004年11期

7 韓莎莎;柳婧;趙燁;呼麗娟;徐東昱;胡存智;鄖文聚;李天杰;;復(fù)合納米材料對(duì)土壤重金屬離子吸持固化的模擬研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2014年05期

8 田福禎,郭敏杰,倪麗琴,劉治虎,何恩萍,于永順,王軍;室內(nèi)甲醛吸附-反應(yīng)-降解復(fù)合納米材料的制備與應(yīng)用[J];應(yīng)用化工;2005年09期

9 顏漢軍;;復(fù)合納米材料對(duì)混凝土及水泥砂漿性能的影響[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年S2期

10 侯大寅;魏安方;劉鳴;;磁性殼聚糖復(fù)合納米材料的制備[J];紡織學(xué)報(bào);2012年04期

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

1 宋宏偉;;復(fù)合納米材料在熒光標(biāo)識(shí)、藥物緩釋與癌癥治療方面的應(yīng)用[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

2 張楊陽(yáng);苑春剛;張艷;;Ag/Fe_3O_4/CNTs多功能復(fù)合納米材料吸附脫除氣態(tài)元素汞[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第2分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

3 張廣騰;楊秋;趙薇微;潘洪志;;復(fù)合納米材料在DNA電化學(xué)生物傳感器中的應(yīng)用進(jìn)展[A];達(dá)能營(yíng)養(yǎng)中心第十五屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 張軍;劉相紅;吳世華;王淑榮;;一種通用性方法構(gòu)造多種貴金屬/三氧化二鐵復(fù)合納米材料[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

5 鐘偉;;Ⅱ-Ⅵ族氧化物復(fù)合納米材料的合成與性能調(diào)控[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

6 姚建林;顧仁敖;;復(fù)合納米材料的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究[A];第十五屆全國(guó)分子光譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2008年

7 葉曉生;石慧;何曉曉;王柯敏;何定庚;於彥汝;;Aptamer功能化Cu/Au復(fù)合納米探針用于腫瘤診療研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第35分會(huì)：納米生物醫(yī)學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題[C];2014年

8 劉暢;童睿鋒;匡勤;謝兆雄;鄭蘭蓀;;基于表/界面調(diào)控的半導(dǎo)體復(fù)合納米材料的功能化組裝及其性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

9 韓杰;劉艷;郭榮;;一步溶液合成法制備導(dǎo)電聚合物/Au復(fù)合納米材料[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十一屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

10 李宗鵬;張浩;許群;;超臨界二氧化碳協(xié)助制備CNT/PVA/Pd多級(jí)復(fù)合納米材料[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2009年

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

1 閆迎華;功能化復(fù)合納米材料的磷酸化蛋白質(zhì)和糖基化蛋白質(zhì)分析新方法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王磊;液體微混技術(shù)及其在貴金屬?gòu)?fù)合納米材料自組裝中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 葛文;多功能復(fù)合納米材料的合成及性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

4 熊攀;鐵氧體復(fù)合物的設(shè)計(jì)及其在光催化劑和超級(jí)電容器中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2015年

5 楊萍;多功能復(fù)合納米材料的制備及其光分析應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

6 王雷;有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合納米材料的軟溶液過(guò)程合成及其性質(zhì)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

7 齊悅;金屬及氧化物復(fù)合納米材料的制備與電化學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2014年

8 徐曼;鐵氧化物及其復(fù)合納米材料的制備與性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2014年

9 姚祖福;新型氧化硅、金復(fù)合納米材料的制備、組裝及其在生物醫(yī)學(xué)、催化上的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2011年

10 趙博;石墨烯復(fù)合納米材料的合成及其電化學(xué)性能研究[D];吉林大學(xué);2013年

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

1 曾憲飛;有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化磁性SiO_2復(fù)合納米材料的制備及應(yīng)用研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 常遠(yuǎn)芳;新型石墨化介孔碳/二氧化鈦/銀復(fù)合納米材料的制備及其在環(huán)境污染控制方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 宋惠青;鈀復(fù)合納米材料的制備、表征及應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

4 劉玉芳;光輔助Ag-ZnO復(fù)合納米材料的場(chǎng)發(fā)射特性研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

5 俱玉云;氧化石墨烯、碳量子點(diǎn)復(fù)合納米材料在環(huán)境污染物催化降解、生物樣品檢測(cè)方面的應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

6 徐詩(shī)函;上轉(zhuǎn)換和磁性多功能復(fù)合納米材料及其生物應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2016年

7 王歡歡;Pt基納米顆粒的制備及其催化性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

8 劉云;二硫化鉬/碳復(fù)合納米材料的制備及其電催化析氫性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

9 王憲偉;中空介孔碳復(fù)合納米材料的納米酶特性及其應(yīng)用研究[D];福州大學(xué);2014年

10 趙拓;以金屬—有機(jī)框架物為前驅(qū)體的Cu基和Ni基納米催化材料的制備及催化性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2016年

本文編號(hào)：1027265