鐵基磁光納米核-殼構(gòu)筑高性能光電化學(xué)生物傳感
發(fā)布時(shí)間：2021-11-10 18:04
癌癥是當(dāng)今社會(huì)致死率較高的一種疾病,因此癌癥標(biāo)記物的檢測(cè)在癌癥的早期篩查、早期診斷、療效監(jiān)測(cè)與術(shù)后預(yù)后中有著非同尋常的意義。光電化學(xué)傳感是一種新穎的分析方法,具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏等優(yōu)點(diǎn)。將光電化學(xué)傳感器應(yīng)用于癌癥標(biāo)記物檢測(cè)具有潛在的應(yīng)用前景,但若以光電化學(xué)傳感器檢測(cè)復(fù)雜體系中癌癥標(biāo)記物,其特異性和穩(wěn)定性還有待提高。于是,本工作以Fe3O4為核制備了Fe3O4@SiO2、Fe3O4@SiO2@CdS超順磁性核殼結(jié)構(gòu)材料,并結(jié)合CeSe、CeTe@ZnS量子點(diǎn)以及貴金屬銀納米粒子構(gòu)建了靈敏度高、特異性強(qiáng)的光電化學(xué)生物傳感器,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)癌胚抗原（CEA）和兩種microRNA的高性能檢測(cè),主要工作如下:（1）我們以超順磁性Fe3O4@SiO2@CdS核殼結(jié)構(gòu)材料構(gòu)建光電化學(xué)生物傳感器并將其用于CEA檢測(cè)。用殼聚糖在Fe3O...
【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
一種典型的磁滯回線[7]
鐵基磁光納米核-殼構(gòu)筑高性能光電化學(xué)生物傳感4圖1.2應(yīng)用于Pb2+檢測(cè)的PEC傳感器的結(jié)構(gòu)和傳感策略示意圖[12]Fig.1.2SchematicpresentationofconstructionandsensingstrategyofthePECaptasensorforPb(II)detection1.1.4量子點(diǎn)納米材料當(dāng)半導(dǎo)體晶體尺寸足夠小時(shí)(典型尺寸小于1020nm)，半導(dǎo)體的帶隙取決于粒子尺寸，這是由于電子和空穴波函數(shù)的緊密空間限制引起的結(jié)果。這種效應(yīng)改變的重要尺寸范圍被稱為量子限制的范圍，進(jìn)入這個(gè)尺寸范圍的納米晶通常被稱為量子點(diǎn)（QDs）[13]。由于其獨(dú)特的光學(xué)和電子特性，量子點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于生物傳感領(lǐng)域。QDs在光電化學(xué)應(yīng)用（例如光電化學(xué)生物分析，光化學(xué)水分解和太陽(yáng)能電池）中的主要目的之一是對(duì)一些大帶隙的材料（TiO2,SnO2,ZnO或ZnS等）進(jìn)行敏化以提高材料的可見(jiàn)光吸收，電荷分離和電荷轉(zhuǎn)移的效率[14-15]。此外，量子點(diǎn)具有高的消光系數(shù)和較大的固有偶極矩，不僅提高了光吸收率，而且還加快了光生載流子的分離速度。量子點(diǎn)還顯示出與生物分子的出色結(jié)合相容性。因此，無(wú)論將QDs用作另一種寬帶隙半導(dǎo)體的敏化劑還是單獨(dú)用作光電材料，QDs均具有出色的光電化學(xué)表現(xiàn)，這為光電化學(xué)生物測(cè)定提供了空前的潛力。Ge[16]等人提出了一種用于癌胚抗原（CEA）和甲胎蛋白（AFP）檢測(cè)的簡(jiǎn)便的雙信號(hào)放大光電化學(xué)傳感器。在這項(xiàng)工作中，其中以提高光電轉(zhuǎn)換效率的CdS量子點(diǎn)敏化ZnO納米棒作為光活性基質(zhì)(圖1.3)。然后，葡萄糖氧化酶功能化的納米多孔銀的信號(hào)標(biāo)簽產(chǎn)生的H2O2可以清除光生空穴，從而放大光電流。Tang[17]等人
鐵基磁光納米核-殼構(gòu)筑高性能光電化學(xué)生物傳感8穩(wěn)定性和良好的生物相容性的特點(diǎn)。MoS2是典型的二維半導(dǎo)體納米材料，具有層狀結(jié)構(gòu)，可確保電子快速傳輸，并且其帶隙相對(duì)較窄（約1.9eV）。氮化碳（CN）是一種生態(tài)友好型材料，具有較弱的帶隙（約2.7eV），對(duì)應(yīng)于可見(jiàn)光吸收。由于TiO2,MoS2和CNQDs具有不同的帶隙值和逐級(jí)的邊緣能級(jí)（圖1.7），所以他們構(gòu)建的三元異質(zhì)結(jié)構(gòu)光陽(yáng)極可以有效地?cái)U(kuò)展光譜吸收范圍，促進(jìn)光生電荷的分離，提高PEC生物傳感器的性能。圖1.6可見(jiàn)光下Ti3C2/Cu2O異質(zhì)結(jié)中的電荷分離和轉(zhuǎn)移示意圖[41]Fig.1.6ThechargeseparationandtransferintheTi3C2/Cu2Oheterostructureundervisiblelight圖1.7CNQDs/MoS2/TiO2為光陽(yáng)極的PEC生物傳感器的原理圖[42]Fig.1.7SchematicofthePECbiosensorwithCNQDs/MoS2/TiO2asaphotoanode
本文編號(hào)：3487696
【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
一種典型的磁滯回線[7]
鐵基磁光納米核-殼構(gòu)筑高性能光電化學(xué)生物傳感4圖1.2應(yīng)用于Pb2+檢測(cè)的PEC傳感器的結(jié)構(gòu)和傳感策略示意圖[12]Fig.1.2SchematicpresentationofconstructionandsensingstrategyofthePECaptasensorforPb(II)detection1.1.4量子點(diǎn)納米材料當(dāng)半導(dǎo)體晶體尺寸足夠小時(shí)(典型尺寸小于1020nm)，半導(dǎo)體的帶隙取決于粒子尺寸，這是由于電子和空穴波函數(shù)的緊密空間限制引起的結(jié)果。這種效應(yīng)改變的重要尺寸范圍被稱為量子限制的范圍，進(jìn)入這個(gè)尺寸范圍的納米晶通常被稱為量子點(diǎn)（QDs）[13]。由于其獨(dú)特的光學(xué)和電子特性，量子點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于生物傳感領(lǐng)域。QDs在光電化學(xué)應(yīng)用（例如光電化學(xué)生物分析，光化學(xué)水分解和太陽(yáng)能電池）中的主要目的之一是對(duì)一些大帶隙的材料（TiO2,SnO2,ZnO或ZnS等）進(jìn)行敏化以提高材料的可見(jiàn)光吸收，電荷分離和電荷轉(zhuǎn)移的效率[14-15]。此外，量子點(diǎn)具有高的消光系數(shù)和較大的固有偶極矩，不僅提高了光吸收率，而且還加快了光生載流子的分離速度。量子點(diǎn)還顯示出與生物分子的出色結(jié)合相容性。因此，無(wú)論將QDs用作另一種寬帶隙半導(dǎo)體的敏化劑還是單獨(dú)用作光電材料，QDs均具有出色的光電化學(xué)表現(xiàn)，這為光電化學(xué)生物測(cè)定提供了空前的潛力。Ge[16]等人提出了一種用于癌胚抗原（CEA）和甲胎蛋白（AFP）檢測(cè)的簡(jiǎn)便的雙信號(hào)放大光電化學(xué)傳感器。在這項(xiàng)工作中，其中以提高光電轉(zhuǎn)換效率的CdS量子點(diǎn)敏化ZnO納米棒作為光活性基質(zhì)(圖1.3)。然后，葡萄糖氧化酶功能化的納米多孔銀的信號(hào)標(biāo)簽產(chǎn)生的H2O2可以清除光生空穴，從而放大光電流。Tang[17]等人
鐵基磁光納米核-殼構(gòu)筑高性能光電化學(xué)生物傳感8穩(wěn)定性和良好的生物相容性的特點(diǎn)。MoS2是典型的二維半導(dǎo)體納米材料，具有層狀結(jié)構(gòu)，可確保電子快速傳輸，并且其帶隙相對(duì)較窄（約1.9eV）。氮化碳（CN）是一種生態(tài)友好型材料，具有較弱的帶隙（約2.7eV），對(duì)應(yīng)于可見(jiàn)光吸收。由于TiO2,MoS2和CNQDs具有不同的帶隙值和逐級(jí)的邊緣能級(jí)（圖1.7），所以他們構(gòu)建的三元異質(zhì)結(jié)構(gòu)光陽(yáng)極可以有效地?cái)U(kuò)展光譜吸收范圍，促進(jìn)光生電荷的分離，提高PEC生物傳感器的性能。圖1.6可見(jiàn)光下Ti3C2/Cu2O異質(zhì)結(jié)中的電荷分離和轉(zhuǎn)移示意圖[41]Fig.1.6ThechargeseparationandtransferintheTi3C2/Cu2Oheterostructureundervisiblelight圖1.7CNQDs/MoS2/TiO2為光陽(yáng)極的PEC生物傳感器的原理圖[42]Fig.1.7SchematicofthePECbiosensorwithCNQDs/MoS2/TiO2asaphotoanode
本文編號(hào)：3487696
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