對(duì)分析物進(jìn)行定性和定量檢測(cè)的傳統(tǒng)方法很多,例如色譜法或色譜-質(zhì)譜連用的方法等等,然而目前這些方法僅在實(shí)驗(yàn)室中使用。此外,雖然這些方法可以高靈敏精確地鑒定出目標(biāo)分析物,但是他們需要昂貴的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和高素質(zhì)的技術(shù)人員,因此,這些方法具有一定的局限性。生化傳感器是將生化材料與檢測(cè)平臺(tái)結(jié)合到一起的器件,用來(lái)檢測(cè)病原體,致癌物,生化毒物等,具有專一性強(qiáng),自動(dòng)化程度高,分析速度快等諸多優(yōu)勢(shì),因此在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,如食品安全,環(huán)境監(jiān)測(cè)以及醫(yī)療診斷方面等。本論文利用高特異敏感的生物材料和納米材料作為識(shí)別元件,利用電化學(xué)和光學(xué)兩種方法構(gòu)建了生化傳感器,用于水體痕量重金屬和體液疾病標(biāo)志物快速檢測(cè)。首先,在水體痕量重金屬檢測(cè)方面,深入探討了重金屬檢測(cè)的敏感機(jī)理并構(gòu)建了基于適體的電化學(xué)Hg2+適體傳感器以及適體功能化金納米顆粒Cd2+比色傳感器;另外,在體液疾病標(biāo)志物檢測(cè)方面,制備了新型納米材料二氧化錳納米片和碳金復(fù)合物,并結(jié)合生物敏感分子構(gòu)建了基于便攜式比色系統(tǒng)的生化傳感器,用于血液和尿液標(biāo)志物的比色靈敏傳感。本研究受到了國(guó)家973計(jì)劃以及浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目的支持。本研究工作主要內(nèi)容及創(chuàng)新性如下... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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圖１．１生化傳感器發(fā)展歷程Ｗ??如圖］．１也可以看到生化傳感器的發(fā)展歷程

浙江大大學(xué)博士學(xué)位論文?第一章緒論??將納米材料加入到了生化傳感器中，用于增敏放大。這些納米材料可以是碳納米??管、金屬納米顆粒、磁性納米顆粒、量子點(diǎn)、氧化石墨烯等。??分析物??Ａｎｔｉｃｏｒｐｓ?Ｍ??ｉ?＼?ＱＣＭ??ＤＮＡ?化學(xué)材料或生物材料?電極??圖１．２生化傳感器結(jié)構(gòu)（包括分析物，識(shí)別元件（化學(xué)材料或生物材料），換能器）??當(dāng)需要評(píng)價(jià)一個(gè)傳感器的性能時(shí)，通常我們從以下幾個(gè)主要的技術(shù)指標(biāo)來(lái)進(jìn)??行評(píng)估：??選擇性：生化傳感器設(shè)備對(duì)目標(biāo)分析物應(yīng)具有高度選擇性，并且與具有相似??化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的交叉反應(yīng)性應(yīng)顯示為最低或沒(méi)有；??穩(wěn)定性和使用壽命：對(duì)生化傳感器而言，生化物質(zhì)作為識(shí)別元件來(lái)應(yīng)用是必??不可少的。但是不同的物質(zhì)在不同的環(huán)境下具有不同的活性，因此，所使用的識(shí)??別元件應(yīng)可長(zhǎng)時(shí)間保留活性以及面對(duì)環(huán)境變化的一定的穩(wěn)定性，從而使該設(shè)備能??在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)使用；??靈敏度：生化傳感器能給出可識(shí)別出的最小響應(yīng)所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)物質(zhì)的檢測(cè)量。??線性范圍：傳感器的檢測(cè)目標(biāo)物的濃度與輸出響應(yīng)成線性關(guān)系的范圍，一般??還會(huì)包括線性度、檢測(cè)上限、檢測(cè)下限等參數(shù)。??可重復(fù)性：對(duì)相同濃度的樣品進(jìn)行多次分析時(shí)可以給出相同的響應(yīng)。??快速的響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間：生化傳感器的響應(yīng)應(yīng)足夠快，以便可以高效地??對(duì)目標(biāo)分析物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。為了使傳感器在檢測(cè)方面具有更好的用戶體驗(yàn)，生??化傳感器應(yīng)具備更短的恢復(fù)時(shí)間。??１．３生化傳感器的分類??３??

浙江大大學(xué)博士學(xué)位論文?第一章緒論??１．３．１根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式分類??生化傳感器可以根據(jù)電化學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、壓電這四種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方法進(jìn)行分??類，接下來(lái)對(duì)一些比較常見(jiàn)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式進(jìn)行介紹。??電化學(xué)生化傳感器具有成本效益高、攜帶方便、靈敏度高、與現(xiàn)代微加工技??術(shù)兼容等優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)系統(tǒng)通常由三電極組成，分別為工作電極、參比電極以及??輔助電極。如圖１．?３所示為Ａｈｉｒｗａｌ等人［７］利用包被抗體金納米顆�？贵w作為檢??測(cè)探針，用于抗原的電化學(xué)檢測(cè)，底液為３，３，５，５－四甲基聯(lián)苯胺（ＴＭＢ）�？梢钥�??到，在循環(huán)伏安（ＣＶ）圖像中出現(xiàn)了三個(gè)對(duì)應(yīng)的氧化還原峰，對(duì)這三個(gè)峰值電流??進(jìn)行分析獲取檢測(cè)線性范圍及檢出限。該電極的檢出限為２ｎｇ／ｍＬ，體現(xiàn)出了電??化學(xué)生化傳感器所具有的高靈敏度的特點(diǎn)。??｜｜?（ＡｕＮＰ－?Ａｎｔｉｂｏｄｙ?？〇?ｆ＼??＾…ｎ丨??Ｙ?Ｙ?Ｙ?Ｉ－?＾??Ａｎｔｉｇ＾?＿Ａ＾＾Ｐ＿?４。?＾２?ｎｇ／ｍｌ??Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?＾?４００?２００?０?－２００??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?／?ｍＶ??圖１．３電化學(xué)免疫傳感器結(jié)合納米金用于抗原的檢測(cè)ｍ??此外，由于具有檢測(cè)速度快、靈敏度高、魯棒性強(qiáng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)檢測(cè)??等優(yōu)勢(shì)，光學(xué)生化傳感器也被大量的科研工作者們研宄使用。表面等離子體共振??（ＳＰＲ）通常被應(yīng)用到傳感器中，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)標(biāo)記檢測(cè)。它是利用貴金屬顆粒特??有的量子效應(yīng)和尺寸效應(yīng)，在激發(fā)光的激發(fā)下產(chǎn)生拉曼信號(hào)，通過(guò)對(duì)拉曼信號(hào)的??檢測(cè)從而得到目標(biāo)分析物的濃度，如圖１．?４所示為Ｌｉ等人％應(yīng)用ＳＰＲ技術(shù)來(lái)檢??測(cè)ＡＴＰ的光學(xué)生化傳感器的例子。研宄者將磁珠上修

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于EDTA蝕刻的CdTe/CdS量子點(diǎn)熒光探針檢測(cè)水環(huán)境中痕量鎘離子[J]. 王心怡,甘穎,孫嘉弟,梁韜,屠佳偉,周書祺,孔留兵,萬(wàn)浩,王平.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]基于電化學(xué)寡核苷酸傳感器的痕量汞離子檢測(cè)[J]. 孫嘉弟,甘穎,梁韜,王心怡,萬(wàn)浩,王平.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]粒徑可控納米金的制備及表征[J]. 謝娟,王延吉,李艷廷,趙新強(qiáng),魏雨.  黃金. 2008(07)
[4]物質(zhì)的顏色[J]. 葉隆炳,鄢堯德.  四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1988(01)



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