悬臂梁电化学免疫传感器基础研究

论文摘要

近年来,无标记的免疫检测方式越来越受到人们的关注,电化学免疫传感器是实现无标记检测的重要手段之一,具有快速、微小型化、低成本及样本用量小优势。本论文提出了一种基于微悬臂梁的电化学免疫传感器,即将微悬臂梁作为三电极体系中的工作电极,探索了悬臂梁的弯曲信号和电化学信号相结合新型测量方法。论文研究了微悬臂梁产生表面应力改变的机理,对微悬臂梁免疫传感器的集成化做出了创新的探索。论文的研究成果和创新如下：1.提出了将电化学信号与微悬臂梁弯曲信号结合测量的一种测量方式,建立了所需的实验平台；2.利用电化学表面应力的电毛细曲线理论,建立了微悬臂梁免疫传感器系统的理论模型,模拟结果与文献中实验结果有很好的一致性；3.研究了高氯酸溶液中电化学参数对微悬臂梁表面应力的作用,实验表明微悬臂梁表面应力与表面吸附的离子浓度相关,发现了表面应力的可循环性和可重复性；4.开展了微悬臂梁免疫传感器在磷酸盐缓冲液中的电化学和表面应力检测研究,分析表明电解液中离子半径对微悬臂梁表面应力有作用,为传感器的进一步生化检测打下基础；5.创新地提出了微悬臂梁集成电化学三电极体系,完成单道工艺探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 MEMS技术
• 1.2 微悬臂梁和微悬臂梁的工作方式
• 1.3 生物免疫传感器
• 1.4 论文内容
• 2 微悬臂梁的电化学系统理论研究
• 2.1 循环伏安法
• 2.2 固-液界面的表面应力的理论基础
• 2.3 固-液界面的表面应力的理论模拟
• 3 微悬臂梁电化学传感器表面应力及生化应用
• 3.1 测试平台构建
• 3.2 电化学反应过程中的表面应力研究
• 3.2.1 实验
• 3.2.2 实验结果讨论及分析
• 3.3 微悬臂梁电化学免疫传感器应用初探
• 4 集成微悬臂梁电化学芯片
• 4.1 集成微悬臂梁电化学芯片设计
• 4.2 集成微悬臂梁电化学芯片制作
• 5 结论以及展望
• 参考文献
• 致谢