金屬氧化物多級結構的構建及其無酶生物傳感性能的研究
發(fā)布時間:2021-07-23 12:12
近年來,生物傳感器在生命科學、醫(yī)學診斷、食品安全、藥物研究、環(huán)境保護等領域得到了高度重視和快速發(fā)展。葡萄糖和過氧化氫均為人體內(nèi)重要的小分子化學物質(zhì),能夠影響人體細胞功能和新陳代謝,因此檢測這兩種物質(zhì)的生物傳感器市場需求很大。傳統(tǒng)含酶傳感器因其高靈敏度被大量開發(fā),但存在制備過程復雜、酶活性易受環(huán)境影響等固有缺陷。因此,開發(fā)以類酶納米催化材料代替生物酶的無酶傳感器成為國內(nèi)外研究熱點,但現(xiàn)有無酶傳感器仍存在靈敏度較低、線性檢測范圍窄等問題。本論文從構建多級結構和優(yōu)化能帶關系等角度出發(fā),分別對兩種常見的金屬氧化物納米材料(NiO、Cu2O)進行了修飾,制備得到了TiO2@NiO核殼納米結構和Cu2O-BiOI多級復合材料,并基于這兩種材料分別構建了電化學與光電化學無酶傳感器,取得了優(yōu)異的無酶傳感性能,具體工作如下:(1)采用濕化學刻蝕的方法,設計并制備了具有優(yōu)異葡萄糖電化學傳感性能的Ti02@NiO核殼納米結構復合電極。在本項工作中,我們創(chuàng)新性地使用高電化學穩(wěn)定性、高機械性能的TiO2作為“保護籠”,包裹具有高電化學催化活性的NiO,從而有效結合二者的優(yōu)點,解決了 NiO顆粒在傳感過程中易團聚...
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3典型核殼結構示意圖??Figure?1.3?Schematic?diagram?of?typical?core-shell?structures.??
第〗章緒論??的NiO/GCE電極表現(xiàn)出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。Li等I22]人開發(fā)了一種新型的類似三??明治狀的納米多孔骨架,并以垂直的CuO納米線陣列進行功能化修飾,合成過??程如圖1.4?(a-d)所示。這種傳感器對葡萄糖檢測展示出高靈敏度、寬線性范圍、??低檢測限和極短的響應時間。Jagadeesan等人采用無模板和無表面活性劑的微??波輔助方法合成了一種新型CuO納米盤,其示意圖如圖1.4?(e)。該傳感器的制??備方法非常簡單,但仍保持了較高的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性。Grochowska等125]??人在陽極氧化過程中,用磁控濺射的方法制備了覆蓋Au層的Ti02納米管,所制??備的材料可在堿性和中性兩種環(huán)境下進行葡萄糖檢測。在最優(yōu)化的條件下,得到??的Au-Ti02復合材料具有良好的葡荀糖傳感性能,且在長時間測試和多次機械變??形后仍展現(xiàn)了優(yōu)異的穩(wěn)定性。??霧,:??Cu?Zr^AI<?glassy?ribbon?Nanoporous?copper?thin?film?Oxidized?thin?film??(e)?glucose?glucolactone??K?|——??.?n??n,C:>??mm??圖1.4?(a)納米線陣列修飾的納米孔薄膜的合成工藝示意圖,試樣的斷口形貌:(b)熔紡??CU6〇Zr35AI5玻璃前驅(qū)體(c)脫合金NPC薄膜(d)修飾了?CuO納米線陣列的納米孔薄膜??%?(e)?CuO納米盤傳感示意圖間??Figure?1.4?(a)?Schematic?diagram?of?the?synthesis?process?of?the?nanoporous?thin?film?
ZnO@C點H2〇2傳感器。ZnO納米顆粒與高傳導性??的電子傳輸通道“C點”一起提供了出色的導電性以及光致載流子分離效率,從??而增強了對H2〇2的光電催化氧化作用。Wang等人t39]制備了一種W03-CdS?QDs??異質(zhì)結構,用于太陽能驅(qū)動的H2〇2實時檢測。異質(zhì)結的形成大大增強了量子點??的光吸收能力和光生e_/h+對分離能力,可以有效減少背景干擾,實現(xiàn)快速響應。??Liu等人[4Q]通過微波輔助水熱法在不銹鋼箔(SS)上合成了垂直排列的氧化鋅納??米棒(ZnONRs),如圖1.7?(c-d)所示。ZnONRs@SS具有出色的H2O2傳感性??能,并且具有高靈敏度、良好的選擇性、可接受的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。??(a)?J?(b)??'l?til?—?j?:卜h?叫??。海海?JHir?-4?bl??*,?*?i?::?i?????益論站?"::i—.——_」■...一二二■二-id??y?H2〇2?ra?Btn<?\?n?As?Ac<t?s?*a???H;°?lz?'?u::^—-r??一?糾/?丨嫌?:?^?*?j??T?0:(?C?2〇?***?一二」__I?-i——?????:二:???m?fc?*??>??*j<?????i??????”????a>?aw?u>?>w?nw????,《???(?>M?ti?w?■*??■*>??(c)?’二你:,?(d)?y:'—?'.?'、.??m?i^:i\??+m二?/??W爲馨?…??圖1.7?(a-b)?Ti〇2@Cu20傳感器電極材料[37]?(c)?ZnONRs@SS的制備過程(d)?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于碳納米材料的無酶電化學傳感器同時檢測抗壞血酸、多巴胺和尿酸[J]. 邢立文,馬占芳. 化學進展. 2016(11)
[2]生物傳感器的原理與應用[J]. 雷梓閣. 科技資訊. 2015(34)
[3]納米電化學生物傳感器[J]. 楊海朋,陳仕國,李春輝,陳東成,戈早川. 化學進展. 2009(01)
[4]生物傳感器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 饒家聲. 湖南冶金職業(yè)技術學院學報. 2007(02)
[5]生物傳感器的原理及其應用[J]. 方盧秋. 涪陵師范學院學報. 2003(S1)
本文編號:3299268
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3典型核殼結構示意圖??Figure?1.3?Schematic?diagram?of?typical?core-shell?structures.??
第〗章緒論??的NiO/GCE電極表現(xiàn)出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。Li等I22]人開發(fā)了一種新型的類似三??明治狀的納米多孔骨架,并以垂直的CuO納米線陣列進行功能化修飾,合成過??程如圖1.4?(a-d)所示。這種傳感器對葡萄糖檢測展示出高靈敏度、寬線性范圍、??低檢測限和極短的響應時間。Jagadeesan等人采用無模板和無表面活性劑的微??波輔助方法合成了一種新型CuO納米盤,其示意圖如圖1.4?(e)。該傳感器的制??備方法非常簡單,但仍保持了較高的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性。Grochowska等125]??人在陽極氧化過程中,用磁控濺射的方法制備了覆蓋Au層的Ti02納米管,所制??備的材料可在堿性和中性兩種環(huán)境下進行葡萄糖檢測。在最優(yōu)化的條件下,得到??的Au-Ti02復合材料具有良好的葡荀糖傳感性能,且在長時間測試和多次機械變??形后仍展現(xiàn)了優(yōu)異的穩(wěn)定性。??霧,:??Cu?Zr^AI<?glassy?ribbon?Nanoporous?copper?thin?film?Oxidized?thin?film??(e)?glucose?glucolactone??K?|——??.?n??n,C:>??mm??圖1.4?(a)納米線陣列修飾的納米孔薄膜的合成工藝示意圖,試樣的斷口形貌:(b)熔紡??CU6〇Zr35AI5玻璃前驅(qū)體(c)脫合金NPC薄膜(d)修飾了?CuO納米線陣列的納米孔薄膜??%?(e)?CuO納米盤傳感示意圖間??Figure?1.4?(a)?Schematic?diagram?of?the?synthesis?process?of?the?nanoporous?thin?film?
ZnO@C點H2〇2傳感器。ZnO納米顆粒與高傳導性??的電子傳輸通道“C點”一起提供了出色的導電性以及光致載流子分離效率,從??而增強了對H2〇2的光電催化氧化作用。Wang等人t39]制備了一種W03-CdS?QDs??異質(zhì)結構,用于太陽能驅(qū)動的H2〇2實時檢測。異質(zhì)結的形成大大增強了量子點??的光吸收能力和光生e_/h+對分離能力,可以有效減少背景干擾,實現(xiàn)快速響應。??Liu等人[4Q]通過微波輔助水熱法在不銹鋼箔(SS)上合成了垂直排列的氧化鋅納??米棒(ZnONRs),如圖1.7?(c-d)所示。ZnONRs@SS具有出色的H2O2傳感性??能,并且具有高靈敏度、良好的選擇性、可接受的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。??(a)?J?(b)??'l?til?—?j?:卜h?叫??。海海?JHir?-4?bl??*,?*?i?::?i?????益論站?"::i—.——_」■...一二二■二-id??y?H2〇2?ra?Btn<?\?n?As?Ac<t?s?*a???H;°?lz?'?u::^—-r??一?糾/?丨嫌?:?^?*?j??T?0:(?C?2〇?***?一二」__I?-i——?????:二:???m?fc?*??>??*j<?????i??????”????a>?aw?u>?>w?nw????,《???(?>M?ti?w?■*??■*>??(c)?’二你:,?(d)?y:'—?'.?'、.??m?i^:i\??+m二?/??W爲馨?…??圖1.7?(a-b)?Ti〇2@Cu20傳感器電極材料[37]?(c)?ZnONRs@SS的制備過程(d)?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于碳納米材料的無酶電化學傳感器同時檢測抗壞血酸、多巴胺和尿酸[J]. 邢立文,馬占芳. 化學進展. 2016(11)
[2]生物傳感器的原理與應用[J]. 雷梓閣. 科技資訊. 2015(34)
[3]納米電化學生物傳感器[J]. 楊海朋,陳仕國,李春輝,陳東成,戈早川. 化學進展. 2009(01)
[4]生物傳感器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 饒家聲. 湖南冶金職業(yè)技術學院學報. 2007(02)
[5]生物傳感器的原理及其應用[J]. 方盧秋. 涪陵師范學院學報. 2003(S1)
本文編號:3299268
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