發(fā)布時間：2017-06-23 21:02

  本文關(guān)鍵詞：基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的腫瘤細(xì)胞傳感研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有機(jī)電化學(xué)晶體管(OECTs)是近三十年發(fā)展起來的一種有機(jī)薄膜晶體管。自從1984年Wrighton等首次對OECTs進(jìn)行報道后,OECTs的研究及其應(yīng)用獲得了廣泛關(guān)注,尤其是在生物傳感方面,如將其應(yīng)用于葡萄糖傳感器、尿素傳感器、DNA傳感器等。本文制備了基于聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)有機(jī)聚合物半導(dǎo)體和絲網(wǎng)印刷碳漿電極的OECTs;以玻碳、絲網(wǎng)印刷碳電極或其修飾電極作為OECTs門電極,展開腫瘤細(xì)胞的傳感研究。主要工作如下:1.利用3-氨基苯硼酸(3-ABA)電聚合反應(yīng)將硼酸基團(tuán)固定在門電極(玻碳電極)表面。一定的p H條件下,硼酸基團(tuán)與唾液酸(SA)上的鄰二羥基的相互反應(yīng)具有選擇性,此種作用改變了門電極界面與電解質(zhì)溶液界面的電位差,導(dǎo)致OECTs的通道電流(IDS)改變,以此實現(xiàn)對SA的檢測。同理,用此方法可以檢測細(xì)胞膜表面富含SA基團(tuán)的腫瘤細(xì)胞(以HeLa細(xì)胞為實驗?zāi)０?。實驗結(jié)果表明:該方法對游離SA的檢測線性范圍為0.1 mM~2 mM,R2=0.9938,檢測下限為8μM;對HeLa細(xì)胞的檢測線性范圍為5×104~5×105 cells mL-1,R2=0.9951。2.N-Formyl-Met-Leu-Phe(fMLP)是一種強(qiáng)效嗜中性粒細(xì)胞趨化肽,它可以誘導(dǎo)吞噬細(xì)胞代謝爆發(fā),呼吸速率增加,從而產(chǎn)生過氧化氫。基于多壁碳納米管(MWCNTs)的大比表面積和鉑納米粒子(Pt NPs)對過氧化氫的高效催化作用,我們制備了Pt NPs/MWCNTs/GC電極,并將其用作OECTs的門電極。fMLP誘導(dǎo)細(xì)胞(實驗以MCF7細(xì)胞為模板)產(chǎn)生的過氧化氫在門電極催化氧化產(chǎn)生法拉第電流,改變門電極界面與電介液界面的電位差,對OECTs的IDS進(jìn)行調(diào)節(jié),產(chǎn)生響應(yīng)電流(|ΔIDS|)。有機(jī)電化學(xué)晶體管的歸一化電流(NCR=|ΔIDS/I0|)與過氧化氫濃度的對數(shù)之間存在線性關(guān)系,線性范圍為0.2μM~0.1 mM,R2=0.9955,檢測下限達(dá)到0.1μM。該方法對MCF7細(xì)胞和HUVEC細(xì)胞(細(xì)胞濃度均為1×104 cells mL-1)的NCR響應(yīng)值分別為0.075和0.032。3.用玻碳電極、金電極、鉑電極等圓盤作為門電極的OECTs的結(jié)構(gòu)所占空間較大,不利于實際應(yīng)用。所以,我們利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備了碳漿門電極,有效地減小了OECTs的空間結(jié)構(gòu),使OECTs更適合實際應(yīng)用。實驗結(jié)果表明:裸的碳漿門電極的輸出性能(Output performance)和傳輸性能(Transfer performance)都不能滿足使用要求,所以,我們在裸的碳漿門電極上修飾上MWCNTs和Pt NPs納米粒子。發(fā)現(xiàn)修飾后的碳漿門電極的輸出性能和傳輸性能得到很大的改善,并且可以實現(xiàn)對過氧化氫的檢測,線性范圍為0.5μM~0.1 mM,R2=0.9757;檢測下限為0.2μM。對MCF7細(xì)胞(細(xì)胞濃度都為2×104cells mL-1)的NCR響應(yīng)值為0.030。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)電化學(xué)晶體管 表面修飾 生物傳感器 唾液酸 腫瘤細(xì)胞
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN321.4;R730.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1. 有機(jī)電化學(xué)晶體管11-15
• 1.1.1. 有機(jī)電化學(xué)晶體管的發(fā)展11-13
• 1.1.2. 有機(jī)電化學(xué)晶體管的工作原理13-14
• 1.1.3. 絲網(wǎng)印刷有機(jī)電化學(xué)晶體管14-15
• 1.2. 納米材料修飾電極15-18
• 1.2.1. 納米材料簡介15
• 1.2.2. 碳納米管修飾電極15-16
• 1.2.3. 貴金屬納米材料修飾電極16-17
• 1.2.4. 納米復(fù)合材料修飾電極17-18
• 1.3. 有機(jī)硼酸類化合物18-19
• 1.3.1. 有機(jī)硼酸類化合物概述18
• 1.3.2. 有機(jī)硼酸類化合物修飾電極18-19
• 1.4. 本文構(gòu)思19-21
• 第二章 基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的唾液酸檢測及癌細(xì)胞非侵入性識別研究21-36
• 2.1. 引言21-22
• 2.2. 實驗部分22-25
• 2.2.1. 儀器與試劑22-23
• 2.2.2. OECTs器件的制備及表征23-24
• 2.2.3. 門電極的修飾24
• 2.2.4. 電化學(xué)方法和OECTs裝置對SA和Hela細(xì)胞的檢測24-25
• 2.3. 結(jié)果與討論25-34
• 2.3.1. OECTs器件性能測試和門電極的修飾與表征25-27
• 2.3.2. OECTs對游離SA和HeLa細(xì)胞的識別27-31
• 2.3.3. pH、電聚合圈數(shù)及門電極優(yōu)化31-32
• 2.3.4. 基于OECTs的SA傳感性能分析32-34
• 2.4. 小結(jié)34-36
• 第三章 基于納米鉑/多壁碳納米管/玻碳修飾電極的有機(jī)電化學(xué)晶體管檢測腫瘤細(xì)胞研究36-46
• 3.1. 引言36-37
• 3.2. 實驗部分37-38
• 3.2.1. 儀器與試劑37
• 3.2.2. OECTs器件的制備及表征37-38
• 3.2.3. WMCNTs的純化及酸處理和門電極的修飾38
• 3.2.4. OECTs I_(DS)-t檢測及即時安培檢測38
• 3.3. 結(jié)果與討論38-45
• 3.3.1. 門電極的修飾38-39
• 3.3.2. OECTs對H_2O_2及MCF7細(xì)胞的識別39-41
• 3.3.3. 電極修飾過程及檢測條件的優(yōu)化41-44
• 3.3.4. 傳感性能分析44-45
• 3.4. 小結(jié)45-46
• 第四章 絲網(wǎng)印刷有機(jī)電化學(xué)晶體管門電極的表面修飾及其腫瘤細(xì)胞傳感研究46-58
• 4.1. 引言46
• 4.2. 實驗部分46-48
• 4.2.1. 儀器與試劑46-47
• 4.2.2. OECTs器件的制備及表征47
• 4.2.3. 絲網(wǎng)印刷碳漿門電極的修飾及表征47-48
• 4.2.4. 修飾電極作為門電極對H_2O_2及細(xì)胞的檢測48
• 4.3. 結(jié)果與討論48-57
• 4.3.1. 不同門電極對OECTs的I_(DS)-V_(DS)表征48-51
• 4.3.2. Pt NPs/MWCNTs/CP電極的CV和EIS表征51-53
• 4.3.3. Pt NPs/MWCNTs/CP電極作為門電極時OECTs的傳輸和輸出特性表征53-55
• 4.3.4. Pt NPs/MWCNTs/CP電極作為門電極對H_2O_2或細(xì)胞的檢測55-57
• 4.4. 小結(jié)57-58
• 結(jié)論及展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-74
• 致謝74-75
• 碩士期間發(fā)表的相關(guān)論文75

  本文關(guān)鍵詞：基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的腫瘤細(xì)胞傳感研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：476263