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导电聚合物和金纳米材料的制备及其在电化学传感器中的应用

作　者: 杨光明
导　师: 杨云慧
学　校: 云南师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 纳米材料 电化学传感器 尿酸 人类绒毛膜促性腺激素 过氧化氢
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 94次
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内容摘要


检测尿酸、人类绒毛膜促性腺激素以及过氧化氢等维系生命活动的重要物质具有重大意义。当前的一些传统分析方法,存在灵敏度低、操作繁琐费时、仪器昂贵等缺点。为这些物质设计可用于灵敏、简单、快速和低成本检测的电化学传感器具有实用意义。本论文主要研究工作包括:1.以聚碳酸酯为模板,采用氧化还原和溶液扩散相结合制备出聚吡咯纳米管,并以聚吡咯纳米管修饰玻碳电极,制备出尿酸安培型传感器,并将其用于人体血液中尿酸的直接电化学测定。考察了pH、电位等条件对传感器测定尿酸的影响。结果表明:在电位为0.60 V条件下,该传感器检测尿酸的线性范围为1.52×10-6-1.54×10-3mol/L,检测下限为3.02×10-7mol/L（第2章）;2.将玻碳电极插入氯金酸和壳聚糖的混合溶液中,采用共沉积,制备出金-壳聚糖纳米复合膜修饰的电极,并用此复合膜成功固定了人类绒毛膜促性腺激素抗体,研制成无电子媒介的人类绒毛膜促性腺激素免疫传感器。通过电化学交流阻抗、循环伏安法和计时电流法研究免疫传感器的制作过程和电化学特性。考察了电极修饰过程中的抗原、抗体培育时间、pH值、温度等条件对传感器性能的影响。该传感器在人类绒毛膜促性腺激素为0.2.100 mIU/mL的范围内有良好的线性关系,检测下限为0.1 mIU/mL。实验结果表明:该方法提高了抗体的固定量,增强了传感器的灵敏度和稳定性（第3章）;3.利用胱胺自组装金纳米线,并以此来吸附辣根过氧化物酶（HRP）,制备出新型无电子媒介过氧化氢生物传感器。考察了pH、电位等条件对传感器测定过氧化氢的影响。结果表明在pH 6.9、电位为-0.11 V条件下,传感器检测过氧化氢的线性范围为2.00×10-4-2.76×10-2mol/L。该传感器可用于实际样品中过氧化氢的测定,为过氧化氢的测定提供了一种新的手段（第4章）。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 直接电催化传感器  9-10
  1.2 电化学生物传感器  10-14
    1.2.1 电化学酶传感器  10-11
      1.2.1.1 电化学酶传感器的工作原理及基本组成  11
      1.2.1.2 电化学酶传感器的特点  11
    1.2.2 电化学免疫传感器  11-14
      1.2.2.1 电化学免疫传感器的分类  12
      1.2.2.2 电流型免疫传感器  12-14
  1.3 纳米材料的制备及其应用  14-18
    1.3.1 一维纳米材料的制备  14-16
      1.3.1.1 一维导电聚合物纳米材料的制备  14-16
      1.3.1.2 金纳米线的制备  16
    1.3.2 纳米复合材料的制备  16-17
    1.3.3 纳米材料在电化学传感器中的应用  17-18
  1.4 本研究工作的构思  18-19
第2章 基于聚吡咯纳米管电极集合直接电化学测定尿酸的传感器的制备  19-30
  2.1 前言  19-20
  2.2 实验部分  20-21
    2.2.1 实验试剂与仪器  20
    2.2.2 聚吡咯纳米管的制备  20-21
    2.2.3 聚吡咯纳米电极集合的制备  21
  2.3 结果与讨论  21-26
    2.3.1 聚吡咯纳米管的微观形貌  21-22
    2.3.2 聚碳酸酯模板的溶解时间的影响  22-23
    2.3.3 聚吡咯纳米电极集合对尿酸催化的机理  23-24
    2.3.4 聚吡咯纳米电极集合的循环伏安行为  24-26
  2.4 实验条件的优化  26-28
    2.4.1 pH值对尿酸测定的影响  26
    2.4.2 工作电位对聚吡咯纳米管电极集合响应电流的影响  26-27
    2.4.3 聚吡咯纳米管电极集合的响应性能  27
    2.4.4 电极的抗干扰性  27-28
  2.5 样品分析  28-29
  2.6 重现性及稳定性  29
  2.7 小结  29-30
第3章 人类绒毛膜促性腺激素免疫传感器的研制  30-44
  3.1 前言  30-31
  3.2 实验部分  31-32
    3.2.1 试剂与仪器  31
    3.2.2 金-壳聚糖纳米复合膜修饰的玻碳电极的制备  31-32
    3.2.3 免疫传感器的制备  32
    3.2.4 实验方法  32
  3.3 结果与讨论  32-43
    3.3.1 沉积电位对金-壳聚糖纳米复合膜形貌的影响  33
    3.3.2 壳聚糖与氯金酸质量对金-壳聚糖纳米复合膜形貌的影响  33-34
    3.3.3 沉积时间对金-壳聚糖纳米复合膜形貌的影响  34-36
    3.3.4 壳聚糖与纳米金对金-壳聚糖纳米复合膜修饰电极响应的影响  36-37
    3.3.5 金-壳聚糖纳米复合膜修饰电极的电化学交流阻抗  37-38
    3.3.6 循环伏安行为  38-39
    3.3.7 实验条件的优化  39-41
      3.3.7.1 pH的选择  39-40
      3.3.7.2 免疫传感器在抗原溶液中培育时间的选择  40
      3.3.7.3 免疫传感器在抗原溶液中培育温度的选择  40-41
    3.3.8 免疫传感器的响应特性  41-42
    3.3.9 选择性  42
    3.3.10 免疫传感器的再生和稳定性  42
    3.3.11 样品测定  42-43
  3.4 小结  43-44
第4章 基于胱胺自组装金纳米线的第三代过氧化氢生物传感器的研制  44-52
  4.1 前言  44-45
  4.2 实验部分  45-46
    4.2.1 试剂和仪器  45
    4.2.2 金纳米线的制备和处理  45
    4.2.3 金电极表面的预处理和胱胺单层膜的修饰  45-46
    4.2.4 酶电极的组装  46
    4.2.5 酶电底物H_2O_2的循环伏安(CV)和计时电流的测定  46
  4.3 结果与讨论  46-48
    4.3.1 金纳米线阵列的形貌表征  46
    4.3.2 胱胺的自组装及酶的固定化  46-47
    4.3.3 HRP的直接电化学  47
    4.3.4 循环伏安行为  47-48
  4.4 实验条件的优化  48-49
    4.4.1 工作电位的影响  48-49
    4.4.2 pH的影响  49
  4.5 电极的性能  49-50
    4.5.1 电极的响应性能  49-50
    4.5.2 酶电极的重现性  50
    4.5.3 干扰实验  50
  4.6 应用  50-51
  4.7 小结  51-52
第5章 结论  52-54
参考文献  54-61
攻读学位期间所发表的论文目录  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 化学传感器
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