本文選題：納米材料　切入點(diǎn)：生物傳感　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著納米材料的蓬勃發(fā)展,多種多樣性能優(yōu)良的納米材料被開(kāi)發(fā)出來(lái),而這些材料因其具有獨(dú)特的光、電、熱、化學(xué)和力學(xué)等性能而在軍用、民用和醫(yī)用等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來(lái),納米材料在生物檢測(cè)和分子邏輯計(jì)算研究方面展示了驚人的前景,已成為電分析化學(xué)與納米材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。雖然納米材料在這些領(lǐng)域的發(fā)展研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,然而,在實(shí)際應(yīng)用中還面臨著許多的不足和挑戰(zhàn)。本工作從多種納米材料的合成入手,研究了其在電分析化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文研究的內(nèi)容主要分為兩部分,第一部分以納米材料的合成與組裝為平臺(tái),結(jié)合電分析化學(xué)方法,研究了其在生物傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。第二部分以納米材料的合成為平臺(tái),結(jié)合熒光共振能量轉(zhuǎn)移為基礎(chǔ),研究了分子邏輯計(jì)算的應(yīng)用。取得的成果如下:[1]采用同軸靜電紡絲法,制備了具有三維多孔結(jié)構(gòu)的氧化鋅-氧化銅復(fù)合納米材料電極。以FTO作為電極載體,通過(guò)控制同軸靜電紡絲的時(shí)間,制備具有不同厚度的氧化鋅-氧化銅復(fù)合納米材料,并將其制備成三維多孔氧化鋅-氧化銅電極。采用電分析化學(xué)的方法,在無(wú)酶條件下,實(shí)現(xiàn)了電極對(duì)葡萄糖的高靈敏度檢測(cè),其靈敏度為3066.4μAm M-1cm-2,線性范圍為0.47μM-1.6m M,最低檢測(cè)限為0.21μM。[2]利用水熱法合成了具有不同長(zhǎng)徑比的金納米棒,并且利用相同方法制備了金納米粒子作為對(duì)比實(shí)驗(yàn),以玻碳電極作為載體,制備出了具有不同長(zhǎng)徑比的金納米棒電極。利用電分析化學(xué)方法,在無(wú)酶免標(biāo)記的條件下,實(shí)現(xiàn)了電極對(duì)肝癌的標(biāo)記物--甲胎蛋白的高靈敏度檢測(cè),其線性范圍為0.1-200ng/ml,最低檢測(cè)限為0.04ng/ml。[3]首先,利用水熱法合成了金納米粒子,其次,通過(guò)研究多聚A堿基修飾的DNA序列在不同p H值條件下與金納米粒子的連接情況,實(shí)驗(yàn)證實(shí),得到多聚A堿基修飾的DNA序列在p H=3的條件下能夠快速的與金納米粒子連接。通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,將另一條熒光修飾的DNA序列與金納米粒子上的DNA序列發(fā)生互補(bǔ)配對(duì)反應(yīng),以此為反應(yīng)基底,以不同的DNA序列作為輸入信號(hào),實(shí)現(xiàn)了一系列先進(jìn)的分子邏輯門(mén)電路,即半加器、半減器、2-1和4-2編碼器。[4]首先,制備氧化石墨烯,其次,利用氧化石墨烯通過(guò)π-π鍵能夠吸附單鏈DNA序列,并且通過(guò)共振能量轉(zhuǎn)移而猝滅一些熒光基團(tuán)的特殊性質(zhì),將熒光修飾的單鏈DNA序列與氧化石墨烯相結(jié)合作為反應(yīng)模板,實(shí)現(xiàn)了多種二進(jìn)制分子邏輯門(mén)電路,即全加器、全減器和多數(shù)選擇器。[5]在上一個(gè)工作的基礎(chǔ)上,利用氧化石墨烯和DNA結(jié)合的反應(yīng)基底進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的邏輯門(mén)電路,即奇偶校驗(yàn)器和質(zhì)數(shù)辨別器。[6]為了實(shí)現(xiàn)可逆的邏輯運(yùn)算,通過(guò)將GO和單鏈DNA相結(jié)合,并通過(guò)DNA間的雜交反應(yīng),簡(jiǎn)單高效且可重復(fù)的實(shí)現(xiàn)了可逆的先進(jìn)邏輯門(mén)。[7]為了克服二進(jìn)制分子邏輯門(mén)電路的不足之處,利用氧化石墨烯連接熒光修飾DNA模板的多功能性,設(shè)計(jì)并且成功實(shí)現(xiàn)了三進(jìn)制邏輯門(mén)電路,即三態(tài)OR和三態(tài)INHIBIT邏輯門(mén)電路。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN791;TP212

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本文編號(hào)：1628117