近年來動(dòng)物源性食品質(zhì)量問題頻出,嚴(yán)重危害了公共衛(wèi)生安全。而基于二維納米材料卓越的理化性能開發(fā)出的簡單、快速及靈敏的檢測鑒定技術(shù),對(duì)于動(dòng)物源性食品質(zhì)量控制具有重大意義。本文主要聚焦于二維石墨烯材料及二維單原子鐵催化劑材料,利用二維石墨烯作為溝道材料的電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管（SGGT）實(shí)現(xiàn)了肉品凍融品質(zhì)的快速鑒定,以及以二維單原子鐵催化劑（SA-Fe/NG）作為過氧化物酶的比色傳感器平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)品中的Cr（Ⅵ）的快速檢測,具體研究內(nèi)容如下:1、基于電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管檢測高鐵血紅素的機(jī)理探究。構(gòu)建并制備了基于電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管的高鐵血紅素電化學(xué)傳感器平臺(tái),對(duì)其性能進(jìn)行了表征,并研究了高鐵血紅素與二維單層石墨烯材料的π-π相互作用及高鐵血紅素對(duì)于石墨烯的n型摻雜作用。2、基于電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管快速識(shí)別凍融牛肉。以牛肉滲出液中的高鐵血紅素?fù)p失量來作為判斷牛肉凍融品質(zhì)的重要依據(jù),并以高鐵血紅素在石墨烯溝道的n型摻雜作用為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于高鐵血紅素的快速檢測,傳感器對(duì)于高鐵血紅素具有極高的靈敏度,檢測限低至10 n M,線性檢測范圍為100 n M～10μM。傳感器對(duì)于牛肉滲出液中的某些... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)示意圖

牧?的導(dǎo)電率也有明顯的提高，在廣泛的pH下具有良好的穩(wěn)定性。（2）電解質(zhì)柵控?zé)o機(jī)場效應(yīng)晶體管主要以無機(jī)納米材料作為半導(dǎo)體溝道，溝道材料主要包括金屬氧化物[84]、硅納米線[85-87]、黑磷[88]、二硫化鉬[89]、單壁碳納米管[90]和二維石墨烯[91]等。相比于其他的無機(jī)納米材料，二維的石墨烯材料由于其極高的載流子遷移率、特有的零帶隙能帶結(jié)構(gòu)、極高的比表面積、高跨導(dǎo)等特點(diǎn)使其極為適用于場效應(yīng)晶體管，尤其是近年來對(duì)于電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管在生物傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用與研究不斷深入。1.5.3電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管如圖1.2a所示，電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管（SGGT）主要由源極、柵極和漏極三個(gè)電極及石墨烯溝道組成，由于電解質(zhì)溶液替代了傳統(tǒng)的場效應(yīng)晶體管中的絕緣層，使得在柵極/電解質(zhì)和電解質(zhì)/溝道界面處形成兩個(gè)雙電子層（圖1.2b），相當(dāng)于兩個(gè)電容器，這也使得晶體管僅需很小的柵極電壓變化就可以調(diào)節(jié)很大的溝道電流。目前，電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)傳感器領(lǐng)域（例如用于檢測pH[92,93]，離子[94]）和生物傳感器領(lǐng)域（例如用于檢測多巴胺[95,96]，葡萄糖[97,98]，DNA[99,100]和細(xì)胞[101,102]），具有著快速、實(shí)時(shí)、無標(biāo)簽、高靈敏度、高通量等優(yōu)點(diǎn)。圖1.2電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管結(jié)構(gòu)示意圖Figure1.2Schematicdiagramofansolution-gatedgraphenetransistor

第二章電解質(zhì)柵控石墨烯晶體管檢測高鐵血紅素機(jī)理探究18圖2.1SGGT傳感器的轉(zhuǎn)移特性曲線及跨導(dǎo)Figure2.1ThetransfercurvesandtransconductanceofSGGT-basedsensor2.3.2背景溶液響應(yīng)驗(yàn)證另外實(shí)驗(yàn)所采用NaOH溶液來溶解高鐵血紅素標(biāo)品制備儲(chǔ)備液，因此將高鐵血紅素儲(chǔ)備液添加到電解質(zhì)溶液中時(shí)，亦會(huì)產(chǎn)生10μM的NaOH溶液，為了排除此NaOH背景溶液的響應(yīng)干擾，我們分別從轉(zhuǎn)移曲線變化及實(shí)時(shí)電流曲線兩方面進(jìn)行驗(yàn)證。如圖2.2a所示，添加不同濃度的NaOH溶液（10μM~100μM）并不會(huì)像添加高鐵血紅素那樣引起轉(zhuǎn)移曲線的變化，這也從另一方面證明了溶解高鐵血紅素的背景溶液并未引起石墨烯摻雜狀態(tài)的改變。另外在VDS=0.05V和VG=0.7V條件下的實(shí)時(shí)電流響應(yīng)曲線表明10μM的NaOH并未引起明顯的電流變化，而隨著添加的高鐵血紅素濃度增加，溝道電流明顯上升，這也進(jìn)一步排除了背景溶液的影響（如圖2.2b）。圖2.2SGGT傳感器的背景溶液響應(yīng)驗(yàn)證Figure2.2BackgroundsolutionresponseverificationofSGGT-basedsensor2.3.3高鐵血紅素與石墨烯溝道相互作用

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3224791