基于光陰極的光致電化學(xué)生物傳感器測定可克服基于光陽極的生物傳感器測定的固有缺點(diǎn)。不同于光陽極,內(nèi)部電子還原反應(yīng)發(fā)生在光電陰極/電解質(zhì)界面,以氧氣為電子受體,這使得從電解質(zhì)溶液中吸附的還原成分對還原反應(yīng)沒有影響。結(jié)果,獲得了光電陰極本身的真實(shí)光電流響應(yīng)�；诖宋覀兒铣闪薆i OI納米片和CuInS₂微花p型半導(dǎo)體材料,它們具有高介電常數(shù),高的載流子遷移率以及強(qiáng)烈的載流子效應(yīng)。本論文的研究重點(diǎn)是以BiOI納米片和CuInS₂微花為光敏材料構(gòu)建的光電陰極生物傳感器,來檢測凝血酶、Pb²⁺和miRNA。主要內(nèi)容包括:(1)開發(fā)了一種基于hemin G四聯(lián)體增強(qiáng)和金納米粒子(AuNPs)淬滅BiOI納米片信號的新型多功能PEC生物傳感器平臺。以p型半導(dǎo)體BiOI納米片為陰極光敏材料,hemin G四聯(lián)體和AuNPs為電子轉(zhuǎn)移體。當(dāng)目標(biāo)物凝血酶不存在時,hemin G四聯(lián)體距離Bi OI納米片較遠(yuǎn)而AuNPs距離BiOI納米片較近,此時AuNPs與Bi OI納米片之間的電子轉(zhuǎn)移起主導(dǎo)作用,導(dǎo)致光電流被猝滅。當(dāng)目標(biāo)物凝血酶存在時,he...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 光致電化學(xué)概述
        1.1.1 光致電化學(xué)概述
        1.1.2 光致電化學(xué)體系的組成
        1.1.3 光致電化學(xué)的發(fā)展前景
    1.2 光致電化學(xué)材料概述
        1.2.1 光致電化學(xué)材料概述
        1.2.2 光致電化學(xué)材料的制備方法
            1.2.2.1 激光加熱蒸發(fā)法
            1.2.2.2 水熱合成法
            1.2.2.3 溶膠-凝膠法
            1.2.2.4 微波合成法
        1.2.3 光致電化學(xué)材料的應(yīng)用
            1.2.3.1 無機(jī)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用
            1.2.3.2 有機(jī)光電活性材料的應(yīng)用
    1.3 光致電化學(xué)傳感器
        1.3.1 光致電化學(xué)傳感器概述
        1.3.2 光致電化學(xué)傳感器的分類
            1.3.2.1 電位型傳感器
            1.3.2.2 電流型傳感器
        1.3.3 光致電化學(xué)傳感器的應(yīng)用
            1.3.3.1 光電陽極傳感器的應(yīng)用
            1.3.3.2 光電陰極傳感器的應(yīng)用
    1.4 陰極光電材料BiOI的簡介及應(yīng)用
    1.5 陰極光電材料CuInS₂的簡介及應(yīng)用
    1.6 本課題的研究意義與內(nèi)容
第二章 基于雙增強(qiáng)效果的陰極光致電化學(xué)傳感器檢測凝血酶的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 儀器和試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
            2.2.2.1 BiOI納米片的合成
            2.2.2.2 金納米顆粒的制備
            2.2.2.3 將AuNPs連接到凝血酶適體(DNA₂)上
            2.2.2.4 光致電化學(xué)適體傳感器的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
        2.3.2 不同基底及材料掃描電鏡和透射電鏡的表征
        2.3.3 BiOI納米片的X-射線衍射表征圖
        2.3.4 BiOI納米片的可見吸收光譜表征圖
        2.3.5 在最優(yōu)偏壓-0.1V下,對BiOI納米片價帶導(dǎo)帶的檢測
        2.3.6 電子轉(zhuǎn)移過程研究
        2.3.7 光致電化學(xué)傳感器光電流的檢測
        2.3.8 修飾電極的阻抗表征
        2.3.9 對heminG四聯(lián)體紫外可見吸收光譜及圓二色譜的表征
        2.3.10 對hemin適體DNA1的濃度、hemin的濃度、凝血酶的孵化時間及偏壓的優(yōu)化
        2.3.11 對凝血酶濃度梯度的檢測及線性表征
        2.3.12 對凝血酶特異性的檢測
        2.3.13 實(shí)際樣品檢測
    2.4 本章結(jié)論
第三章 基于雙增強(qiáng)效果的陰極光致電化學(xué)傳感器檢測Pb²⁺的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 儀器和試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
            3.2.2.1 BiOI納米片的合成
            3.2.2.2 金納米顆粒的制備
            3.2.2.3 將AuNPs連接到鉛離子適體(DNA₂)上
            3.2.2.4 光致電化學(xué)適體傳感器的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.3.2 不同基底及材料的掃描電鏡表征
        3.3.3 Fc還原電位的測定
        3.3.4 電子轉(zhuǎn)移過程研究
        3.3.5 光致電化學(xué)傳感器光電流的檢測
        3.3.6 修飾電極的阻抗表征
        3.3.7 對Fc修飾的DNA1的濃度、Pb²⁺的孵化時間及偏壓的優(yōu)化
        3.3.8 對Pb²⁺濃度梯度的檢測及線性表征
        3.3.9 對鉛離子特異性的檢測
        3.3.10 實(shí)際樣品檢測
    3.4 本章結(jié)論
第四章 基于酶切擴(kuò)增效果的陰極光致電化學(xué)傳感器檢測MicroRNAs的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 試劑和儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
            4.2.2.1 CuInS₂微花的合成
            4.2.2.2 陰極生物傳感電極的構(gòu)建
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
        4.3.2 CuInS₂微花的掃描電鏡表征
        4.3.3 CuInS₂微花的XRD圖像表征
        4.3.4 光致電化學(xué)傳感器光電流的檢測
        4.3.5 修飾電極的阻抗表征
        4.3.6 酶切反應(yīng)的聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)表征
        4.3.7 對核酸外切酶III(ExoIII)濃度的優(yōu)化
        4.3.8 對TATA綁定蛋白(TBP)濃度的優(yōu)化
        4.3.9 對miR-21濃度梯度的檢測及線性表征
        4.3.10 對miR-21特異性的檢測
        4.3.11 實(shí)際樣品檢測
    4.4 本章結(jié)論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3847965