石墨烯是由碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新型碳材料。自2004年被發(fā)現(xiàn)以來,基于石墨烯及其衍生物的應用研究獲得了大量的關注。石墨烯作為支撐材料可有效提高生物傳感器的性能。本論文系統(tǒng)研究了以石墨烯及其衍生物作為敏感元件的生物傳感器的構建及性能,分別構建了石墨烯電化學生物傳感器和光學傳感器,包括酶電極型葡萄糖傳感器、無酶電極型葡萄糖傳感器、功能化HEMT型DNA傳感器以及無金屬SERS葡萄糖傳感器。測試并優(yōu)化了以上傳感器的性能,并闡述了石墨烯的結構對構建生物傳感器性能的影響,深入分析了石墨烯生物傳感器的探測機理。 利用還原氧化石墨烯（rGO）構建了酶電極型葡萄糖傳感器,研究了不同結構的rGO酶電極傳感器的性能及探測機理。發(fā)現(xiàn)在較低含氧量下,rGO可促進酶電極表面的直接電子轉移,為第三代葡萄糖傳感器；在較高含氧量下,rGO酶電極對葡萄糖的催化過程是耗氧的過程,為第一代葡萄糖傳感器。rGO表面官能團越多,酶電極的親和性與靈敏度越高。 構建了兩種無酶型葡萄糖傳感器。第一種通過原位合成的Ni/NiO-rGO修飾絲網印刷電極,構建了Ni/NiO-Nafion-rGO/SPE無酶... 

【文章頁數】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 生物傳感器
        2.1.1 生物傳感器系統(tǒng)
        2.1.2 生物傳感器的分類及特點
        2.1.3 納米技術在生物傳感器領域的應用
    2.2 石墨烯簡介
        2.2.1 石墨烯的結構與性能
        2.2.2 石墨烯的制備與表征
        2.2.3 石墨烯的應用前景
    2.3 墨烯生物傳感器的研究現(xiàn)狀
        2.3.1 石墨烯電化學生物傳感器
        2.3.2 石墨烯光學生物傳感器
        2.3.3 石墨烯生物傳感器領域的研究展望
    2.4 研究目的與內容
3 rGO酶電極葡萄糖傳感器的構建及性能研究
    3.1 rGO酶電極葡萄糖傳感器的構建
        3.1.1 試劑與儀器
        3.1.2 酶電極葡萄糖傳感器的構建
    3.2 rGO結構對酶電極傳感器性能的影響研究
        3.2.1 rGO的形貌與結構
        3.2.2 rGO酶電極的電化學性能
        3.2.3 rGO酶電極葡萄糖傳感器的性能
        3.2.4 酶促反應的機理及動力學
    3.3 小結
4 石墨烯無酶葡萄糖傳感器的構建及性能研究
    4.1 Ni/NiO-rGO無酶葡萄糖傳感器的構建與性能研究
        4.1.1 試劑與儀器
        4.1.2 Ni/NiO-rGO的原位合成與無酶傳感器的構建
        4.1.3 Ni/NiO-rGO的形貌與結構
        4.1.4 Ni/NiO-rGO無酶電極的電化學性能
        4.1.5 Ni/NiO-rGO無酶葡萄糖傳感器的性能
    4.2 CuNiO-GS無酶傳感器的構建與性能研究
        4.2.1 試劑與儀器
        4.2.2 CuNiO-GS的合成與無酶傳感器的構建
        4.2.3 CuNiO-GS的形貌與結構
        4.2.4 CuNiO-GS無酶電極的電化學性能
        4.2.5 CuNiO-GS無酶葡萄糖傳感器的性能
    4.3 小結
5 rGO修飾HEMT無標記DNA傳感器的構建及性能研究
    5.1 無標記DNA傳感器的構建
        5.1.1 試劑與儀器
        5.1.2 HEMT的構建
        5.1.3 rGO與無標記DNA的雜化
        5.1.4 無標記DNA傳感器的構建
    5.2 無標記DNA傳感器的性能
        5.2.1 rGO的結構表征
        5.2.2 rGO-DNA功能化HEMT的性能
        5.2.3 rGO修飾HEMT無標記DNA傳感器的工作機理討論
        5.2.4 rGO修飾HEMT對無標記DNA雜化的響應性能
    5.3 小結
6 GO無金屬SERS葡萄糖傳感器的構建及性能研究
    6.1 GO-SiO_2/Si無金屬SERS襯底的構建及測試方法
        6.1.1 試劑與儀器
        6.1.2 無金屬SERS襯底的構建
        6.1.3 無金屬SERS測試方法
    6.2 GO-SiO_2/Si無金屬SERS葡萄糖傳感器性能研究
        6.2.1 GO形貌與結構
        6.2.2 GO對葡萄糖分子的拉曼增強
        6.2.3 GO增強葡萄糖分子拉曼信號的機理
        6.2.4 無金屬SERS葡萄糖傳感器性能
    6.3 小結
7 結論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數據集



本文編號：3693144