基于碳納米材料的微囊藻毒素-LR免疫傳感方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-08 15:26
微囊藻毒素-Ⅰ.R(Microcystin-LR,MC-LR)是藍(lán)藻水華時(shí)出現(xiàn)頻率最高、毒性最強(qiáng)、危害最嚴(yán)重的一種微囊藻毒素,長(zhǎng)期低劑量攝入可引起肝臟損傷甚至誘發(fā)肝癌,對(duì)人類健康構(gòu)成較大威脅。因此,高靈敏性和高選擇性地檢測(cè)水中痕量MC-LR對(duì)控制水體富營(yíng)養(yǎng)化污染和保障生態(tài)安全具有重要意義。與常規(guī)的分析方法相比,生物傳感方法具有操作簡(jiǎn)單、響應(yīng)快速、高靈敏性和高選擇性等優(yōu)點(diǎn),適用于MC-LR的高靈敏性和高選擇性檢測(cè)。本文圍繞構(gòu)建高靈敏的反應(yīng)界面和增強(qiáng)傳感信號(hào)等關(guān)鍵技術(shù)開展相關(guān)研究,建立了基于碳納米材料的MC-LR光電化學(xué)(PEC)免疫傳感方法、電化學(xué)免疫傳感方法、適配子比色傳感方法。通過(guò)考察所構(gòu)建的傳感方法的線性范圍、檢出限、選擇性,探討了碳納米材料增強(qiáng)傳感信號(hào)的作用機(jī)理。研究?jī)?nèi)容包括以下五方面:(1)采用化學(xué)刻蝕法在單晶硅上制備了有序的硅納米線(SiNWs)陣列結(jié)構(gòu),經(jīng)表面修飾石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)后得到GQDs/SiNWs電極,該電極的光電流響應(yīng)分別是單獨(dú)GQDs電極和SiNWs電極的6.4倍和2.2倍。采用交聯(lián)法將抗體(Ab)固定在GQDs/SiNWs電極上,制備了Ab/GQDs/...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
TABLE OF CONTENTS
圖目錄
表目錄
主要縮寫表
1 微囊藻毒素檢測(cè)方法的研究進(jìn)展及本論文的選題依據(jù)
1.1 MC-LR的危害與污染現(xiàn)狀
1.1.1 MC-LR的分子結(jié)構(gòu)與危害
1.1.2 我國(guó)MC-LR的污染狀況
1.2 MC-LR的常規(guī)檢測(cè)方法
1.3 MC-LR的生物傳感方法
1.4 基于納米材料的MC-LR免疫傳感方法
1.4.1 常用的納米材料
1.4.2 基于納米材料的MC-LR免疫傳感方法
1.5 本論文的選題依據(jù)、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
1.5.1 選題依據(jù)
1.5.2 研究?jī)?nèi)容
1.5.3 技術(shù)路線
2 基于GQDs/SiNWs的MC-LR光電化學(xué)免疫傳感方法
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
2.2.2 石墨烯量子點(diǎn)的制備及功能化
2.2.3 SiNWs的制備
2.2.4 Ab/GQDs/SiNWs的制備
2.2.5 樣品表征
2.2.6 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
2.2.7 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 設(shè)計(jì)原理
2.3.2 樣品表征
2.3.3 GQDs/SiNWs的光電流響應(yīng)
2.3.4 檢測(cè)條件優(yōu)化
2.3.5 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
2.3.6 實(shí)際水樣中MC-LR的檢測(cè)
2.4 本章小結(jié)
3 基于CdS/Gr的MC-LR光電化學(xué)免疫傳感方法
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
3.2.2 CdS/Gr的制備
3.2.3 樣品表征
3.2.4 Ab/CdS/Gr/FTO的制備
3.2.5 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
3.2.6 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 設(shè)計(jì)原理
3.3.2 樣品表征
3.3.3 檢測(cè)條件優(yōu)化
3.3.4 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
3.3.5 實(shí)際水樣中MC-LR的檢測(cè)
3.4 本章小結(jié)
4 基于HRP標(biāo)記的MC-LR電化學(xué)免疫傳感方法
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
4.2.2 HRP-CNS-Ab納米復(fù)合物的制備
4.2.3 MC-LR/Gr-CS/GCE 的制備
4.2.4 樣品表征
4.2.5 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
4.2.6 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 設(shè)計(jì)原理
4.3.2 樣品表征
4.3.3 檢測(cè)條件優(yōu)化
4.3.4 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
4.3.5 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
4.4 本章小結(jié)
5 基于人工酶標(biāo)記的MC-LR電化學(xué)免疫傳感方法
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
5.2.2 碳納米管的功能化
5.2.3 G4/CNT/MC-LR的制備
5.2.4 Ab/CNTs/GCE的制備
5.2.5 樣品表征
5.2.6 G4/CNT/MC-LR/Ab/CNTs/GCE催化活性表征
5.2.7 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
5.2.8 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 設(shè)計(jì)原理
5.3.2 樣品表征
5.3.3 G4/CNT/MC-LR的表征
5.3.4 檢測(cè)條件的優(yōu)化
5.3.5 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
5.3.6 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
5.4 本章小結(jié)
6 基于Au NPs/Gr的MC-LR適配子比色傳感方法
6.1 前言
6.2 實(shí)驗(yàn)部分
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
6.2.2 Au NPs/Gr和Au NPs的制備
6.2.3 Au NPs/Gr和Au NPs的表征
6.2.4 Au NPs/Gr催化性能的表征和優(yōu)化
6.2.5 MC-LR的比色傳感檢測(cè)
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 設(shè)計(jì)原理
6.3.2 Au NPs/Gr的形貌和結(jié)構(gòu)表征
6.3.3 Au NPs/Gr的催化活性表征
6.3.4 檢測(cè)條件的優(yōu)化
6.3.5 MC-LR的比色傳感檢測(cè)
6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文情況及參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)水源水及飲用水中微囊藻毒素的污染現(xiàn)狀及影響因素研究[J]. 黃曉淳,駱和東,黃培枝,洪華榮. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2014(05)
[2]基于石墨烯和金納米籠修飾的無(wú)標(biāo)記型微囊藻毒素免疫傳感器的研制[J]. 杜華麗,符雪文,溫永平,仇澤君,熊麗梅,洪年章,楊云慧. 分析化學(xué). 2014(05)
[3]光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用[J]. 孫兵,艾仕云. 化學(xué)進(jìn)展. 2014(05)
[4]光電化學(xué)免疫分析研究進(jìn)展[J]. 趙偉偉,馬征遠(yuǎn),徐靜娟,陳洪淵. 科學(xué)通報(bào). 2014(02)
[5]微囊藻毒素分布及與理化因子關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 魏代春,蘇婧,王驥,席北斗,霍守亮,紀(jì)丹鳳. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2013(S2)
[6]高效液相色譜法檢測(cè)水中5種微囊藻毒素[J]. 毛敬英,楊敏,狄一安,曹金玲,任立軍,許其功,席北斗. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(11)
[7]高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定飲用水中5種微囊藻毒素[J]. 劉紅河,毛麗莎,朱舟,劉桂華,陳裕華. 衛(wèi)生研究. 2012(05)
[8]利用SPR技術(shù)測(cè)定湖水中微囊藻毒素[J]. 周宏敏,歐惠超,任鵬,張海燕,王曉萍,羅昭鋒. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2012(07)
[9]太湖水中微囊藻毒素的測(cè)定及其分布特征[J]. 曹瑩,張亞輝,高富,周俊麗,劉征濤. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2012(S1)
[10]地表水微囊藻毒素的表面等離波子共振免疫檢測(cè)方法研究[J]. 王曉萍,詹舒越,羅昭鋒,周宏敏. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
本文編號(hào):2964836
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
TABLE OF CONTENTS
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主要縮寫表
1 微囊藻毒素檢測(cè)方法的研究進(jìn)展及本論文的選題依據(jù)
1.1 MC-LR的危害與污染現(xiàn)狀
1.1.1 MC-LR的分子結(jié)構(gòu)與危害
1.1.2 我國(guó)MC-LR的污染狀況
1.2 MC-LR的常規(guī)檢測(cè)方法
1.3 MC-LR的生物傳感方法
1.4 基于納米材料的MC-LR免疫傳感方法
1.4.1 常用的納米材料
1.4.2 基于納米材料的MC-LR免疫傳感方法
1.5 本論文的選題依據(jù)、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
1.5.1 選題依據(jù)
1.5.2 研究?jī)?nèi)容
1.5.3 技術(shù)路線
2 基于GQDs/SiNWs的MC-LR光電化學(xué)免疫傳感方法
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
2.2.2 石墨烯量子點(diǎn)的制備及功能化
2.2.3 SiNWs的制備
2.2.4 Ab/GQDs/SiNWs的制備
2.2.5 樣品表征
2.2.6 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
2.2.7 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 設(shè)計(jì)原理
2.3.2 樣品表征
2.3.3 GQDs/SiNWs的光電流響應(yīng)
2.3.4 檢測(cè)條件優(yōu)化
2.3.5 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
2.3.6 實(shí)際水樣中MC-LR的檢測(cè)
2.4 本章小結(jié)
3 基于CdS/Gr的MC-LR光電化學(xué)免疫傳感方法
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
3.2.2 CdS/Gr的制備
3.2.3 樣品表征
3.2.4 Ab/CdS/Gr/FTO的制備
3.2.5 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
3.2.6 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 設(shè)計(jì)原理
3.3.2 樣品表征
3.3.3 檢測(cè)條件優(yōu)化
3.3.4 MC-LR的光電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
3.3.5 實(shí)際水樣中MC-LR的檢測(cè)
3.4 本章小結(jié)
4 基于HRP標(biāo)記的MC-LR電化學(xué)免疫傳感方法
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
4.2.2 HRP-CNS-Ab納米復(fù)合物的制備
4.2.3 MC-LR/Gr-CS/GCE 的制備
4.2.4 樣品表征
4.2.5 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
4.2.6 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 設(shè)計(jì)原理
4.3.2 樣品表征
4.3.3 檢測(cè)條件優(yōu)化
4.3.4 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
4.3.5 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
4.4 本章小結(jié)
5 基于人工酶標(biāo)記的MC-LR電化學(xué)免疫傳感方法
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
5.2.2 碳納米管的功能化
5.2.3 G4/CNT/MC-LR的制備
5.2.4 Ab/CNTs/GCE的制備
5.2.5 樣品表征
5.2.6 G4/CNT/MC-LR/Ab/CNTs/GCE催化活性表征
5.2.7 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
5.2.8 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 設(shè)計(jì)原理
5.3.2 樣品表征
5.3.3 G4/CNT/MC-LR的表征
5.3.4 檢測(cè)條件的優(yōu)化
5.3.5 MC-LR的電化學(xué)免疫傳感檢測(cè)
5.3.6 實(shí)際水樣中MC-LR的測(cè)定
5.4 本章小結(jié)
6 基于Au NPs/Gr的MC-LR適配子比色傳感方法
6.1 前言
6.2 實(shí)驗(yàn)部分
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
6.2.2 Au NPs/Gr和Au NPs的制備
6.2.3 Au NPs/Gr和Au NPs的表征
6.2.4 Au NPs/Gr催化性能的表征和優(yōu)化
6.2.5 MC-LR的比色傳感檢測(cè)
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 設(shè)計(jì)原理
6.3.2 Au NPs/Gr的形貌和結(jié)構(gòu)表征
6.3.3 Au NPs/Gr的催化活性表征
6.3.4 檢測(cè)條件的優(yōu)化
6.3.5 MC-LR的比色傳感檢測(cè)
6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文情況及參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)水源水及飲用水中微囊藻毒素的污染現(xiàn)狀及影響因素研究[J]. 黃曉淳,駱和東,黃培枝,洪華榮. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2014(05)
[2]基于石墨烯和金納米籠修飾的無(wú)標(biāo)記型微囊藻毒素免疫傳感器的研制[J]. 杜華麗,符雪文,溫永平,仇澤君,熊麗梅,洪年章,楊云慧. 分析化學(xué). 2014(05)
[3]光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用[J]. 孫兵,艾仕云. 化學(xué)進(jìn)展. 2014(05)
[4]光電化學(xué)免疫分析研究進(jìn)展[J]. 趙偉偉,馬征遠(yuǎn),徐靜娟,陳洪淵. 科學(xué)通報(bào). 2014(02)
[5]微囊藻毒素分布及與理化因子關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 魏代春,蘇婧,王驥,席北斗,霍守亮,紀(jì)丹鳳. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2013(S2)
[6]高效液相色譜法檢測(cè)水中5種微囊藻毒素[J]. 毛敬英,楊敏,狄一安,曹金玲,任立軍,許其功,席北斗. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(11)
[7]高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定飲用水中5種微囊藻毒素[J]. 劉紅河,毛麗莎,朱舟,劉桂華,陳裕華. 衛(wèi)生研究. 2012(05)
[8]利用SPR技術(shù)測(cè)定湖水中微囊藻毒素[J]. 周宏敏,歐惠超,任鵬,張海燕,王曉萍,羅昭鋒. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2012(07)
[9]太湖水中微囊藻毒素的測(cè)定及其分布特征[J]. 曹瑩,張亞輝,高富,周俊麗,劉征濤. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2012(S1)
[10]地表水微囊藻毒素的表面等離波子共振免疫檢測(cè)方法研究[J]. 王曉萍,詹舒越,羅昭鋒,周宏敏. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
本文編號(hào):2964836
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