本文關(guān)鍵詞：基于納米復(fù)合材料和蛋白質(zhì)的生物傳感新方法及其應(yīng)用—葡萄糖及嘔吐毒素快速檢測　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 電化學(xué)生物傳感 免疫傳感器 納米材料 葡萄糖氧化酶 嘔吐毒素

【摘要】：電化學(xué)分析是基于物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律進行分析的儀器分析方法,儀器易于微小型化、方法簡單,靈敏度高,選擇性強以及靈活便利等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于食品分析,醫(yī)療及環(huán)境檢測等研究。納米材料具有豐富的表面活性位點,良好的生物相容性,較大的比表面積,較高的活性與催化效率,以及較強吸附能力等特點。在電化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域,納米材料是修飾電極以及固定生物分子的理想材料,其自身優(yōu)異性能可以顯著地提高生物傳感器的檢測性能。本文基于這一研究背景,以葡萄糖和嘔吐毒素(DON)為檢測對象,利用石墨烯和金屬納米粒子等材料修飾玻碳電極(GCE),構(gòu)建了性能優(yōu)良的蛋白質(zhì)電化學(xué)生物傳感器,如葡萄糖氧化酶(GOx)生物傳感器和嘔吐毒素(DON)抗原-抗體免疫傳感器,建立了對葡萄糖和嘔吐毒素的快速傳感新方法。本文研究內(nèi)容主要包含以下三個部分：1.納米復(fù)合材料的制備及表征利用殼聚糖(CS)作為還原劑和穩(wěn)定劑一步法合成了納米金-還原氧化石墨烯(rGO-AuNPs)納米復(fù)合材料。通過紅外光譜,紫外-可見光光譜和場發(fā)射透射電子顯微鏡表征其結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)�？梢宰C明AuNPs成功負載在還原氧化石墨烯片層上。相比于裸電極以及僅由rGO或AuNPs單獨修飾玻碳電極(GCE),rGO-AuNPs修飾GCE具有更好的導(dǎo)電性能。利用十二烷基硫酸鈉作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,制備了具有優(yōu)異離子交換性能的磷酸鈦納米球(TiP納米球)。然后將Ag+負載到磷酸鈦納米球上,再將Ag+還原為銀納米粒子形成AgNPs@TiP納米復(fù)合材料。通過紫外-可見光光譜、X射線光電子能譜、場發(fā)射掃描電子顯微鏡和X射線能譜儀表征了AgNPs@TiP的結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)。可以證明AgNPs成功負載在TiP納米球上,AgNPs@TiP的平均粒徑約55nm。因其具有優(yōu)異的離子交換能力和豐富的活性位點,AgNPs@TiP對蛋白質(zhì)傳感器研究具有潛在的應(yīng)用價值。2.葡萄糖氧化酶-納米復(fù)合材料修飾電極安培法檢測葡萄糖使用rGO-AuNPs修飾GCE后并固定GOx,構(gòu)建GOx/rGO-AuNPs/GCE學(xué)生物傳感器,實現(xiàn)了GOx在GCE的直接電化學(xué)。通過循環(huán)伏安法和計時電流法系統(tǒng)地研究了酶的用量、磷酸鹽緩沖溶液(PBS)的pH值等制備工藝對葡萄糖氧化酶生物傳感器的影響。GOx在傳感器上的表觀米氏常數(shù)KmaPP為0.497,對0.010～0.88 mM范圍內(nèi)的葡萄糖具有優(yōu)異的檢測效果,檢測限低至0.43μM(信噪比S/N=3),靈敏度高達22.54 μAmM-1 cm-2。該方法與葡萄糖試劑盒測定實際飲料樣品的測定結(jié)果相一致。3.納米銀修飾磷酸鈦納米球-嘔吐毒素免疫傳感器伏安法快速檢測嘔吐毒素采用AgNPs@TiP作為信號放大標簽,在玻碳電極上修飾電還原氧化石墨烯和殼聚糖用于固定嘔吐毒素抗體。依靠游離的嘔吐毒素與結(jié)合AgNPs@TiP的嘔吐毒素競爭免疫實現(xiàn)對嘔吐毒素的超靈敏檢測。信號標簽中的納米銀與底液里的KC1通過差分脈沖伏安法產(chǎn)生一個尖銳的信號峰,峰大小與抗原濃度相對應(yīng)。該免疫傳感器對嘔吐毒素的檢測范圍寬至0.10～1000ng mL-1,檢測限為0.059 ng mL-1(信噪比S/N=3)。此外,還原氧化石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性和殼聚糖良好的生物相容性保證了免疫傳感器具有優(yōu)秀的穩(wěn)定性和再生性。
[Abstract]:Electrochemical analysis instrument of electrochemical properties and change of material based on the analysis method, the instrument is easy to be miniaturized, the method is simple, high sensitivity, strong selectivity and flexible and convenient advantages and is widely used in food analysis, medical research and environmental testing. Nano materials with surface active sites rich, good compatibility the biological, large surface area, high catalytic activity and efficiency, and strong adsorption ability. In the field of electrochemical biosensor, nanomaterials are ideal materials modified electrodes and fixed biological molecules, its excellent performance can significantly improve the detection performance of the biosensor. In this paper, based on this research background. With glucose and deoxynivalenol (DON) for the detection of objects, using materials such as graphene and metal nanoparticles modified glassy carbon electrode (GCE), construct a Protein electrochemical biosensor is excellent, such as glucose oxidase (GOx) biosensor and deoxynivalenol (DON) antigen antibody immune sensor, a new method for rapid sensing of glucose and vomitoxin. The contents of this paper mainly includes the following three parts: 1. nano composites were prepared and characterized by chitosan (CS) as a reducing agent and stabilizer was synthesized by the reaction of gold nanoparticles reduced graphene oxide (rGO-AuNPs) nano composite material. By infrared spectroscopy, UV Vis spectroscopy and field emission transmission electron microscopy to characterize the structure and surface morphology. It can be proved that the AuNPs successfully loaded on the reduced graphene oxide layers on. On the bare electrode and only by rGO or AuNPs alone modified glassy carbon electrode (GCE), conductive properties of rGO-AuNPs modified GCE has better. By using twelve sodium dodecyl sulfate as structure directing agent system Titanium phosphate nanoparticles have excellent ion exchange properties were synthesized (TiP spheres). Then Ag+ was loaded into the nano titanium phosphate on the ball, then Ag+ reduced to silver nanoparticles formation of AgNPs@TiP nanocomposites. By UV visible spectroscopy, X ray photoelectron spectroscopy, field emission scanning electron microscope and X ray energy dispersive X-ray spectrometer structure and surface morphology of AgNPs@TiP. It can be proved that the AgNPs successfully loaded on TiP nanoparticles, AgNPs@TiP average particle size of about 55nm. because of its excellent ion exchange capacity and abundant active sites, AgNPs@TiP has the potential application value of detection of glucose glucose oxidase.2. nanocomposites modified electrode using amperometric method rGO-AuNPs GCE and GOx on protein fixed sensor research, construction of biological sensor GOx/rGO-AuNPs/GCE, implemented in GOx GCE by direct electrochemical cyclic voltammetry. Chronoamperometry and systematic study of the enzyme dosage, phosphate buffer solution (PBS) of the pH value and the influence of the preparation process of glucose oxidase biosensor in the.GOx sensor on the apparent Michaelis constant KmaPP was 0.497, 0.010 to 0.88 mM within the scope of the glucose detection results is excellent, low detection limit to 0.43 M (signal-to-noise ratio S/N=3), determination of the results of the sensitivity up to 22.54 AmM-1 cm-2. glucose assay kit and the method of actual beverage samples consistent with.3. nano silver modified titanium phosphate nanoparticles - vomitoxin immunosensor for rapid detection of deoxynivalenol by voltammetry using AgNPs@TiP as signal amplification label, modified electrochemical reduction oxidation graphene and chitosan for fixing the emetic toxin antibody on glassy carbon electrode. Rely on mycotoxin free and bound voitoxin AgNPs@TiP for the competitive immune deoxvnivalenol ultra sensitive Detection. Silver nanoparticles and base solution in the KC1 tag signal by differential pulse voltammetry to produce a sharp peak, peak size and corresponding antigen concentration. The immune sensor detection range of the deoxvnivalenol width to 0.10 ~ 1000ng mL-1, the detection limit is 0.059 ng mL-1 (SNR S/N=3). In addition, the reduction of conductivity of graphene oxide and chitosan with excellent biocompatibility to ensure the immune sensor has excellent stability and reproducibility.

【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1;TP212

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐偉家;導(dǎo)電納米復(fù)合材料[J];合成材料老化與應(yīng)用;2001年02期

2 李興田;聚酰胺6納米復(fù)合材料的新進展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2001年02期

3 李淑玉;導(dǎo)電納米復(fù)合材料[J];建材工業(yè)信息;2001年10期

4 ;可溶性納米復(fù)合材料[J];技術(shù)與市場;2001年04期

5 錢紅梅,郝成偉;粘土/有機納米復(fù)合材料的研究進展[J];皖西學(xué)院學(xué)報;2002年02期

6 王珂,朱湛,郭炳南;聚對苯二甲酸乙二醇酯/蛭石納米復(fù)合材料的制備[J];應(yīng)用化學(xué);2003年07期

7 鐘厲,韓西;納米復(fù)合材料的研究應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報;2003年03期

8 金延;納米復(fù)合材料及應(yīng)用[J];金屬功能材料;2004年06期

9 ;美國納米復(fù)合材料需求將增長[J];橡塑技術(shù)與裝備;2008年03期

10 趙中堅;王強華;;汽車中的納米復(fù)合材料:研究活動及商業(yè)現(xiàn)狀[J];玻璃鋼;2008年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 肖紅梅;楊洋;李元慶;鄭斌;付紹云;;功能納米復(fù)合材料研究進展[A];第十五屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2008年

2 葛嶺梅;周安寧;李天良;曲建林;;礦物納米復(fù)合材料的研究進展[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

3 馬永梅;;塑料/膨潤土納米復(fù)合材料市場應(yīng)用[A];2003年中國納微粉體制備與技術(shù)應(yīng)用研討會論文集[C];2003年

4 陳潔;徐曉楠;楊玲;;納米復(fù)合材料的阻燃研究[A];中國化學(xué)會第二十五屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

5 趙海波;徐波;王俊勝;王玉忠;;主鏈含磷阻燃共聚酯/硫酸鋇納米復(fù)合材料的研究[A];2009年中國阻燃學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

6 張忠;;多級次多尺度納米復(fù)合材料力學(xué)性能研究[A];2010年第四屆微納米海峽兩岸科技暨納微米系統(tǒng)與加工制備中的力學(xué)問題研討會摘要集[C];2010年

7 盧小泉;;基于納米復(fù)合材料的電化學(xué)生物傳感器[A];第六屆海峽兩岸分析化學(xué)會議摘要論文集[C];2010年

8 周安寧;楊伏生;曲建林;李天良;葛嶺梅;;礦物納米復(fù)合材料研究進展[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會議論文集（下卷）[C];2001年

9 上官文峰;;納米復(fù)合材料的構(gòu)筑及其光催化性能[A];納微粉體制備與應(yīng)用進展——2002年納微粉體制備與技術(shù)應(yīng)用研討會論文集[C];2002年

10 林鴻福;;加速聚合物/粘土納米復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化進程[A];浙江省科協(xié)學(xué)術(shù)研究報告——浙江優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用研究論文集[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 宋玉春;納米復(fù)合材料能否風(fēng)行？[N];中國石化報;2005年

2 李聞芝;納米復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化研討會將開[N];中國化工報;2004年

3 李偉;汽車用上納米復(fù)合材料部件[N];中國化工報;2004年

4 渤海投資 周延;武漢塑料 突破60日均線壓制[N];證券時報;2004年

5 唐偉家 吳汾 李茂彥;尼龍納米復(fù)合材料的開發(fā)和市場[N];中國包裝報;2008年

6 華凌;納米復(fù)合材料提升自充電池性能[N];中國化工報;2014年

7 塑化;聚合物系納米復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊[N];國際商報;2003年

8 唐偉家 吳汾 李茂彥;尼龍納米復(fù)合材料的開發(fā)和包裝應(yīng)用[N];中國包裝報;2008年

9 本報記者 王海霞;納米復(fù)合材料將廣泛應(yīng)用到新能源領(lǐng)域[N];中國能源報;2009年

10 劉霞;高效存儲氫的納米復(fù)合材料研制成功[N];科技日報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李念武;鋰硫二次電池用碳基含硫正極材料的研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

2 夏雷;尼龍6及其納米復(fù)合材料的熱氧穩(wěn)定性研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 杜青青;高效熒光碳點合成及其功能復(fù)合材料研究[D];山東大學(xué);2015年

4 劉江濤;四種納米復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)和電化學(xué)傳感研究[D];西北大學(xué);2015年

5 李蘇原;SnO_2/C納米復(fù)合材料的制備及其儲鋰性能研究[D];蘭州大學(xué);2015年

6 郭改萍;環(huán)境友好大豆蛋白質(zhì)材料改性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

7 孫遜;新型介孔無機物/聚苯胺納米復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];蘭州大學(xué);2012年

8 卜小海;螺旋聚炔基納米復(fù)合材料的制備及其紅外輻射性能研究[D];東南大學(xué);2015年

9 王洪賓;LiFePO_4/C納米復(fù)合材料的設(shè)計、合成及其儲鋰性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

10 楊慧;基于溶劑澆鑄法和沉積法改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）[D];上海大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 杜青;鋯基納米復(fù)合材料深度凈化水體中的微量重金屬[D];燕山大學(xué);2015年

2 王正奇;硫化鋅納米復(fù)合材料的制備、表征及性質(zhì)研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

3 明洪濤;TiO_2/Au核殼納米復(fù)合材料的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究[D];東北師范大學(xué);2015年

4 趙元旭;多壁碳納米管/聚碳酸酯復(fù)合材料的制備與性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

5 孫藝銘;金/碳納米復(fù)合材料生物傳感器檢測多藥耐藥基因MDR1及其表達蛋白ABCB1的實驗研究[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

6 陳亞;基于碳納米復(fù)合材料及β-環(huán)糊精對手性小分子識別研究[D];西南大學(xué);2015年

7 王龍;紡絲用PA66/SiO_2納米復(fù)合材料的制備[D];鄭州大學(xué);2015年

8 牛鵬懷;納米復(fù)合材料在潛指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

9 鐘苗苗;蒙脫土改性聚碳酸亞丙酯基納米復(fù)合材料的研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

10 張嬌;氧化鋅基納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號：1373830