基于石墨烯纳米复合物电化学免疫传感器研究

论文摘要

纳米材料是指在三维空间尺度中至少有一维处于纳米量级（0.1-100nm）的材料,它具有特殊的物理性质（如：表面效应、体积效应、介电限域效应等）。石墨烯（Gr）是一种二维的纳米材料,它的厚度只有0.335nm,具有稳定的机械性能、优良的导电性能和生物兼容性,近年来在电化学传感器和生物传感器等研究领域广受关注。免疫传感器具有良好的特异性和稳定性,它将传统的免疫测试和生物传感技术融为一体,不仅减少了分析时间,而且提高了灵敏度。纳米材料的兴起和发展,改善了免疫传感器的灵敏度和稳定性。本文基于Ti02-石墨烯和纳米金等纳米材料制备了几种电化学免疫传感器,用扫描电镜及电化学方法对传感器进行了表征,并初步研究了免疫传感器的应用,具体工作如下：1.将Ti02-石墨烯超声分散在壳聚糖溶液中,滴涂在玻碳电极上。然后利用壳聚糖对带负电的金胶的吸附能力,将金胶固定在修饰电极上。再将甲胎蛋白抗体固定在金胶上构建新型的免疫传感器。纳米复合膜良好的导电性有效地促进了电子的传递,提高了检测灵敏度；壳聚糖优良的成膜性和金胶的生物相容性,有效固定了抗体,保持了抗体的生物活性。甲胎蛋白抗原在0.1-10.0ng mL-1和10.0-300.0ngmL-1浓度范围内与电流成良好线性关系,方法的检出限为0.03ng mL-（S/N=3）。新传感器具有制备简单、灵敏度高以及选择性好等优点。2.将Ti02-石墨烯超声分散在nafion溶液中,滴涂在玻碳电极上。然后通过化学吸附将硫堇固定到电极表面,然后利用硫堇对带负电的金胶的吸附能力,将金胶固定在修饰电极上,再将癌胚抗体固定在金胶上构建新型的免疫传感器。利用扫描电镜和电化学技术对传感器进行了表征。由于TiO2-石墨烯、硫堇和金胶的协同作用,显著促进了探针在电极表面的电子传递速度。将该传感器用于癌胚抗原的测定,线性范围为0.1-10.0ng mL-1和10.0-120.0ng mL-1,检出限为0.01ng mL-’（S/N=3）。传感器具有良好的稳定性和重现性,可用于实际样品分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 纳米材料简介
• 1.1.1 纳米材料的特性
• 1.1.2 常见的纳米材料
• 1.1.3 纳米材料的结构表征
• 1.2 免疫传感器简介
• 1.2.1 电流型免疫传感器
• 1.2.2 电位型免疫传感器
• 1.2.3 电容型免疫传感器
• 1.2.4 电导型免疫传感器
• 1.2.5 阻抗型免疫传感器
• 1.3 纳米材料在免疫传感器中的应用
• 1.3.1 碳纳米管在免疫传感器中的应用
• 1.3.2 石墨烯在免疫传感器中的应用
• 1.3.3 量子点在免疫传感器中的应用
• 1.3.4 金属纳米粒子在免疫传感器中的应用
• 1.3.5 纳米氧化物在免疫传感器中的应用
• 1.4 纳米复合型免疫传感器的发展前景
• 1.5 本论文的研究思路
• 2复合膜修饰玻碳电极构建甲胎蛋白免疫传感器'>第2章 基于纳米金/壳聚糖/石墨烯-TiO₂复合膜修饰玻碳电极构建甲胎蛋白免疫传感器
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 纳米金的制备
• 2-石墨烯的制备'>2.2.3 TiO₂-石墨烯的制备
• 2.2.4 免疫传感器的制备
• 2.2.5 检测方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 扫描电镜表征
• 2.3.2 免疫传感器电化学表征
• 2.3.3 实验条件优化
• 2.3.4 免疫传感器的性能
• 2.3.5 精密度、选择性和稳定性
• 2.3.6 样品分析
• 2.4 结论
• 2-石墨烯复合材料构建癌胚抗原电化学免疫传感器'>第3章 基于TiO₂-石墨烯复合材料构建癌胚抗原电化学免疫传感器
• 3.1 简介
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 2-石墨烯的制备'>3.2.2 TiO₂-石墨烯的制备
• 3.2.3 免疫传感器的制备
• 3.2.4 检测方法
• 3.3 结果与讨论
• 2-石墨烯的SEM表征'>3.3.1 石墨烯和TiO₂-石墨烯的SEM表征
• 3.3.2 不同修饰电极的电化学行为
• 3.3.3 实验条件优化
• 3.3.4 免疫传感器的性能
• 3.3.5 稳定性、重现性及选择性
• 3.3.6 样品分析
• 3.4 结论
• 第4章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录