硼摻雜金剛石膜電極制備及黃曲霉毒素電化學痕量檢測的研究
發(fā)布時間：2021-07-13 07:13
金剛石是自然界中最堅硬的材料,同時具有寬帶隙、高導熱、寬電勢窗口等優(yōu)異性質(zhì),在機械、電子、航空航天等多領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。本文通過化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition,CVD）方法在銅網(wǎng)上制備自支撐金剛石薄膜,并對其浸潤性進行了研究。通過離子濺射和熱氧化法在硼摻雜金剛石（BDD）表面修飾一層均勻的納米級金顆粒,并結(jié)合適配體實現(xiàn)了對低濃度黃曲霉毒素B1（AFB1）的檢測。主要結(jié)果如下:（1）研究了在銅網(wǎng)上制備自支撐CVD金剛石膜及氫終端和氧終端對金剛石表面浸潤性的影響。結(jié)果證明了氫終端表現(xiàn)出疏水性,氧終端表現(xiàn)出親水性,通過氫刻蝕和氧刻蝕可實現(xiàn)金剛石薄膜親水和疏水的轉(zhuǎn)換。（2）在p-型硅上通過微波等離子體CVD方法生長硼摻雜金剛石（BDD）薄膜,作為電化學電極。通過離子濺射和熱氧化法在BDD薄膜表面均勻覆蓋一層Au-NPs,巰基修飾的適配體（Aptamer）通過Au-S鍵被修飾BDD電極上,再用巰基己醇（6-Mercapto-1-hexanol,MCH）封閉Au-NPs上多余空白活性位點,制備成具有特異性檢測黃曲霉...
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
（a）金剛石三維骨架結(jié)構(gòu)（b）金剛石晶胞
第一章緒論4性。在特殊結(jié)構(gòu)上（如銅網(wǎng)）生長氫終端的金剛石薄膜，可以用來油水分離[11]。金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的浸潤性如圖1.2所示。在空氣中存放可使表面C-H終端逐漸被C-O取代，可以再次氫處理使金剛石表面變?yōu)闅浣K端。圖1.2金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的浸潤性1.4.2氧終端的金剛石表面氧終端金剛石可通過氧等離子濺射，酸煮和高溫退火等方式獲得。氧終端金剛石表面相對于氫終端金剛石表面更表現(xiàn)出絕緣性。氧終端金剛石表面呈親水疏油性。氧終端金剛石薄膜受表面形貌的不同，其浸潤性也不盡相同。氧終端金剛石有更寬的電勢窗口和更好的電化學穩(wěn)定性[12]。1.4.3金剛石表面納米級金屬顆粒修飾近年來，金屬納米顆粒因其擁有優(yōu)異的表面效應(yīng)和生物兼容性等特點，在醫(yī)用、催化反應(yīng)、生物、光電轉(zhuǎn)換和傳感器等諸多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。金剛石表面通過修飾納米級金屬顆粒，可以克服表面的電化學惰性，擴展金剛石的應(yīng)用領(lǐng)域[13]。銅（Cu）、銀(Ag)、金（Au）、鉑（Pt）等是常用的金屬納米粒子。納米金屬粒子可以和金剛石形成復合電極，增加催化能力，也促進了電化學作用。Ma等人[2]利用金剛石與納米金顆粒復合電極結(jié)構(gòu)檢測牛奶中的雙酚A，檢測限可達到7.2×10-15molL-1。
第一章緒論7圖1.3黃曲霉毒素B1的分子結(jié)構(gòu)圖1.6.2黃曲霉毒素B1的常規(guī)電化學檢測方法相較于表1-2中的傳統(tǒng)檢測方法價格昂貴、程序復雜，電化學檢測方法具有操作簡單、高靈敏度、低成本、動態(tài)范圍寬、檢出限低等優(yōu)點[31]。Li等人[32]通過硅膠-離子液體生物相容膜方法檢測AFB1，其檢測限可達3.2×1011molL1，檢測范圍在3.2×10103.2×108molL1。Owino等人[33]以玻璃碳為電極修飾聚硫氨酸/金納米粒子方法檢測AFB1，其檢測限可達到2.2×1010molL1，檢測范圍在1.9×1097.7×109molL1。Zhang等人[34]制造單壁碳納米管/殼聚糖復合電極用于AFB1檢測，其檢測限可達1.1×1011molL1，檢測范圍在3.2×10113.2×107molL1。1.6.3黃曲霉毒素B1的電化學生物傳感器檢測方法現(xiàn)在用于黃曲霉毒素B1檢測的方法多種多樣，但是本身都有一定的局限性，這影響了它們的實際應(yīng)用。近年來，電化學生物傳感器由于其相較于傳統(tǒng)方法，靈敏度高、可回收性好、特異性強、操作簡便等優(yōu)點，尤其是適配體傳感器方法，是目前研究的重點和熱點。電化學生物傳感器是將具有待測物特異性的適配體修飾到電極表面，特異性適配體會與待測物之間會結(jié)合形成G-四分體空間構(gòu)象，使電極的表面性質(zhì)產(chǎn)生變化，改變待測物濃度，就可以得到一系列待檢測物濃度與電化學信號之間的關(guān)系。原理如圖1.4所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]掃描電鏡中顆粒能譜定量分析的質(zhì)量效應(yīng)[J]. 杜婷,周振新,李麗敏,張正極. 理化檢驗(物理分冊). 2012(06)
[2]高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定水產(chǎn)品中黃曲霉毒素G2、G1、B2、B1[J]. 莫彩娜,楊曦,黃智成. 廣州化工. 2011(20)
[3]不同過渡層對鋼基金剛石薄膜的影響[J]. 王玲,余志明,魏秋平,田孟昆,王志輝. 中國表面工程. 2011(01)
[4]X射線衍射技術(shù)在材料分析中的應(yīng)用[J]. 田志宏,張秀華,田志廣. 工程與試驗. 2009(03)
[5]黃曲霉毒素B1（AFB1）體內(nèi)代謝研究進展[J]. 蒿艷蓉,蘇建家. 現(xiàn)代預防醫(yī)學. 2009(01)
[6]拉曼光譜的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 田國輝,陳亞杰,馮清茂. 化學工程師. 2008(01)
[7]電化學阻抗譜在生物傳感器研究中的應(yīng)用進展[J]. 王豐,府偉靈. 生物技術(shù)通訊. 2007(03)
[8]掃描電子顯微鏡及其在材料科學中的應(yīng)用[J]. 朱琳. 吉林化工學院學報. 2007(02)
[9]X射線衍射技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 楊新萍. 山西師范大學學報(自然科學版). 2007(01)
[10]金剛石膜電極對有機污染物的電催化特性[J]. 趙國華,李明利,吳薇薇,李榮斌,何賢昶. 環(huán)境科學. 2004(05)
博士論文
[1]表面功能化硼摻雜金剛石電化學電極制備及痕量污染物檢測[D]. 袁曉溪.吉林大學 2019
[2]微納米結(jié)構(gòu)金剛石膜的制備及其浸潤性和電化學傳感器應(yīng)用研究[D]. 馬一博.吉林大學 2017
[3]金納米顆粒/金剛石復合結(jié)構(gòu)的制備與光學性質(zhì)研究[D]. 宋婕.吉林大學 2015
[4]CVD金剛石單晶生長及金剛石晶體管的研究[D]. 成紹恒.吉林大學 2012
碩士論文
[1]石英襯底上硼摻雜CVD金剛石膜的生長及特性研究[D]. 翟秀華.吉林大學 2013
[2](100)擇優(yōu)取向鈣鍶鉍鈦鐵電薄膜的制備及其生長模式的研究[D]. 董蓬超.山東建筑大學 2012
[3]硼和氮摻雜CVD金剛石膜的生長及特性研究[D]. 盧冬.吉林大學 2010
本文編號：3281613
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
（a）金剛石三維骨架結(jié)構(gòu)（b）金剛石晶胞
第一章緒論4性。在特殊結(jié)構(gòu)上（如銅網(wǎng)）生長氫終端的金剛石薄膜，可以用來油水分離[11]。金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的浸潤性如圖1.2所示。在空氣中存放可使表面C-H終端逐漸被C-O取代，可以再次氫處理使金剛石表面變?yōu)闅浣K端。圖1.2金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的浸潤性1.4.2氧終端的金剛石表面氧終端金剛石可通過氧等離子濺射，酸煮和高溫退火等方式獲得。氧終端金剛石表面相對于氫終端金剛石表面更表現(xiàn)出絕緣性。氧終端金剛石表面呈親水疏油性。氧終端金剛石薄膜受表面形貌的不同，其浸潤性也不盡相同。氧終端金剛石有更寬的電勢窗口和更好的電化學穩(wěn)定性[12]。1.4.3金剛石表面納米級金屬顆粒修飾近年來，金屬納米顆粒因其擁有優(yōu)異的表面效應(yīng)和生物兼容性等特點，在醫(yī)用、催化反應(yīng)、生物、光電轉(zhuǎn)換和傳感器等諸多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。金剛石表面通過修飾納米級金屬顆粒，可以克服表面的電化學惰性，擴展金剛石的應(yīng)用領(lǐng)域[13]。銅（Cu）、銀(Ag)、金（Au）、鉑（Pt）等是常用的金屬納米粒子。納米金屬粒子可以和金剛石形成復合電極，增加催化能力，也促進了電化學作用。Ma等人[2]利用金剛石與納米金顆粒復合電極結(jié)構(gòu)檢測牛奶中的雙酚A，檢測限可達到7.2×10-15molL-1。
第一章緒論7圖1.3黃曲霉毒素B1的分子結(jié)構(gòu)圖1.6.2黃曲霉毒素B1的常規(guī)電化學檢測方法相較于表1-2中的傳統(tǒng)檢測方法價格昂貴、程序復雜，電化學檢測方法具有操作簡單、高靈敏度、低成本、動態(tài)范圍寬、檢出限低等優(yōu)點[31]。Li等人[32]通過硅膠-離子液體生物相容膜方法檢測AFB1，其檢測限可達3.2×1011molL1，檢測范圍在3.2×10103.2×108molL1。Owino等人[33]以玻璃碳為電極修飾聚硫氨酸/金納米粒子方法檢測AFB1，其檢測限可達到2.2×1010molL1，檢測范圍在1.9×1097.7×109molL1。Zhang等人[34]制造單壁碳納米管/殼聚糖復合電極用于AFB1檢測，其檢測限可達1.1×1011molL1，檢測范圍在3.2×10113.2×107molL1。1.6.3黃曲霉毒素B1的電化學生物傳感器檢測方法現(xiàn)在用于黃曲霉毒素B1檢測的方法多種多樣，但是本身都有一定的局限性，這影響了它們的實際應(yīng)用。近年來，電化學生物傳感器由于其相較于傳統(tǒng)方法，靈敏度高、可回收性好、特異性強、操作簡便等優(yōu)點，尤其是適配體傳感器方法，是目前研究的重點和熱點。電化學生物傳感器是將具有待測物特異性的適配體修飾到電極表面，特異性適配體會與待測物之間會結(jié)合形成G-四分體空間構(gòu)象，使電極的表面性質(zhì)產(chǎn)生變化，改變待測物濃度，就可以得到一系列待檢測物濃度與電化學信號之間的關(guān)系。原理如圖1.4所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]掃描電鏡中顆粒能譜定量分析的質(zhì)量效應(yīng)[J]. 杜婷,周振新,李麗敏,張正極. 理化檢驗(物理分冊). 2012(06)
[2]高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定水產(chǎn)品中黃曲霉毒素G2、G1、B2、B1[J]. 莫彩娜,楊曦,黃智成. 廣州化工. 2011(20)
[3]不同過渡層對鋼基金剛石薄膜的影響[J]. 王玲,余志明,魏秋平,田孟昆,王志輝. 中國表面工程. 2011(01)
[4]X射線衍射技術(shù)在材料分析中的應(yīng)用[J]. 田志宏,張秀華,田志廣. 工程與試驗. 2009(03)
[5]黃曲霉毒素B1（AFB1）體內(nèi)代謝研究進展[J]. 蒿艷蓉,蘇建家. 現(xiàn)代預防醫(yī)學. 2009(01)
[6]拉曼光譜的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 田國輝,陳亞杰,馮清茂. 化學工程師. 2008(01)
[7]電化學阻抗譜在生物傳感器研究中的應(yīng)用進展[J]. 王豐,府偉靈. 生物技術(shù)通訊. 2007(03)
[8]掃描電子顯微鏡及其在材料科學中的應(yīng)用[J]. 朱琳. 吉林化工學院學報. 2007(02)
[9]X射線衍射技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 楊新萍. 山西師范大學學報(自然科學版). 2007(01)
[10]金剛石膜電極對有機污染物的電催化特性[J]. 趙國華,李明利,吳薇薇,李榮斌,何賢昶. 環(huán)境科學. 2004(05)
博士論文
[1]表面功能化硼摻雜金剛石電化學電極制備及痕量污染物檢測[D]. 袁曉溪.吉林大學 2019
[2]微納米結(jié)構(gòu)金剛石膜的制備及其浸潤性和電化學傳感器應(yīng)用研究[D]. 馬一博.吉林大學 2017
[3]金納米顆粒/金剛石復合結(jié)構(gòu)的制備與光學性質(zhì)研究[D]. 宋婕.吉林大學 2015
[4]CVD金剛石單晶生長及金剛石晶體管的研究[D]. 成紹恒.吉林大學 2012
碩士論文
[1]石英襯底上硼摻雜CVD金剛石膜的生長及特性研究[D]. 翟秀華.吉林大學 2013
[2](100)擇優(yōu)取向鈣鍶鉍鈦鐵電薄膜的制備及其生長模式的研究[D]. 董蓬超.山東建筑大學 2012
[3]硼和氮摻雜CVD金剛石膜的生長及特性研究[D]. 盧冬.吉林大學 2010
本文編號：3281613
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3281613.html
最近更新
教材專著
