本文選題：生物傳感器 + 電化學(xué)��； 參考：《吉林大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：生物傳感器是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一個(gè)組成部分,一直以來(lái)都受到了研究者的廣泛關(guān)注。其中電化學(xué)生物傳感器和有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器是兩種非常具有代表性的生物傳感器,二者均具有檢測(cè)速度快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí),納米復(fù)合材料和有機(jī)薄膜材料等功能性材料的飛速發(fā)展,也為生物傳感器的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。盡管生物傳感器的研究在近些年來(lái)取得了一定的進(jìn)展,但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在很多不足。因此,本論文主要研究了無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用,并且還設(shè)計(jì)了有望在生物傳感領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器,取得的成果如下:1.采用靜電紡絲法和種子生長(zhǎng)法制備了銀(Ag)納米顆粒包覆的氧化鎳(Ni O)納米線(直徑約130nm)。將制備的納米復(fù)合材料滴涂在玻碳電極上,得到了用于無(wú)酶葡萄糖檢測(cè)的電化學(xué)生物傳感器電極。通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果分析得出,Ag納米顆粒能夠有效地促進(jìn)Ni O納米線的無(wú)酶葡萄糖傳感性能。傳感器線性范圍為0-1.28m M,并且具有良好的選擇性。2.利用原位生長(zhǎng)法在氧化石墨烯(GO)表面負(fù)載了不同比例的氧化銅(Cu O)納米顆粒,并將其修飾在玻碳電極表面,制備出Cu O/GO復(fù)合材料修飾電極。研究了反應(yīng)溫度及不同Cu O納米顆粒負(fù)載量對(duì)顆粒大小及形貌的影響。并探討了不同反應(yīng)條件下得到的Cu O/GO復(fù)合材料修飾電極的葡萄糖傳感性能,器件的最低檢測(cè)下限為0.69μM。同時(shí),進(jìn)行了人血清環(huán)境下的實(shí)際測(cè)量,證明器件具有很好的應(yīng)用前景。3.通過(guò)檸檬酸鈉在GO表面還原三價(jià)金(Au3+)合成了一系列不同金(Au)納米顆粒負(fù)載量的Au/GO納米復(fù)合材料。制備了Au/GO納米復(fù)合材料修飾電極,并將其用于抗壞血酸無(wú)酶檢測(cè),檢測(cè)下限為100n M/m L。同時(shí),進(jìn)行了器件在人血清環(huán)境下和醫(yī)用藥物環(huán)境下的抗壞血酸濃度測(cè)試,誤差范圍均未超過(guò)10%。4.設(shè)計(jì)了一種靈敏度很高的有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器,用來(lái)測(cè)定溶液中的蛋白濃度。通過(guò)對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,器件具有良好的靈敏度,檢測(cè)下限為4ng/m L。為避免在測(cè)試過(guò)程中蛋白質(zhì)所處的待測(cè)溶液會(huì)滲入半導(dǎo)體層,我們引入了浮置柵極結(jié)構(gòu),將器件的測(cè)試區(qū)轉(zhuǎn)移到浮置柵極上,有效地改善了器件的穩(wěn)定性。
[Abstract]:Biosensor is an indispensable component of the development of biotechnology, has been widely concerned by researchers. Among them, electrochemical biosensor and organic thin film field-effect transistor biosensor are two very representative biosensors, both of which have the advantages of high detection speed, high sensitivity, simple operation and wide application. At the same time, the rapid development of functional materials, such as nanocomposites and organic film materials, has brought new opportunities and challenges to the development of biosensors. Although the research of biosensors has made some progress in recent years, there are still many shortcomings in practical applications. Therefore, the application of inorganic nanocomposites in electrochemical sensors is mainly studied in this paper, and the organic thin-film field-effect transistor biosensors which are expected to be applied in the biosensor field are designed. The results are as follows: 1. Ag-Ag nanowires (diameter about 130 nm) were prepared by electrospinning method and seed growth method. The electrochemical biosensor electrode for enzymatic glucose detection was obtained by coating the prepared nanocomposite onto glassy carbon electrode. The results show that Ag nanoparticles can effectively promote the enzymatic glucose sensing performance of Ni O nanowires. The linear range of the sensor is 0-1.28mMand the sensor has good selectivity. The Cu O/GO composite modified electrode was prepared by in situ growth method, which was modified on glassy carbon electrode with different proportion of CuO nanoparticles on the surface of graphene oxide (GOO). The effects of reaction temperature and loading amount of CuO nanoparticles on particle size and morphology were studied. The glucose sensing properties of Cu O/GO composite modified electrode under different reaction conditions were discussed. The lowest detection limit of the device was 0.69 渭 M. At the same time, the actual measurement under the human serum environment shows that the device has a good application prospect. 3. A series of Au/GO nanocomposites with different amounts of au / au nanoparticles were synthesized by the reduction of trivalent au 3 on go surface by sodium citrate. Au/GO nanocomposite modified electrode was prepared and used for ascorbic acid-free detection with a detection limit of 100nM / mL. At the same time, the ascorbic acid concentration of the device in human serum environment and medical drug environment was tested, and the error range was not more than 10. 4%. A highly sensitive organic thin film field-effect transistor biosensor was designed to determine the concentration of protein in solution. The detection of glial fibrillary acidic protein (glial fibrillary acidic protein) shows that the device has good sensitivity and the detection limit is 4ng/m L. In order to prevent the solution in which the protein is under test from infiltrating into the semiconductor layer, we introduce the floating gate structure and transfer the test area of the device to the floating gate, which can effectively improve the stability of the device.
【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】：2016
【分類號(hào)】：TP212.3

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本文編號(hào)：1861658