一维纳米材料电化学生物传感研究

作     者：彭任富 

作者单位：湘潭大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王穗萍

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：碳纳米管 壳聚糖纳米管阵列 金纳米线阵列 电化学传感 

摘      要：纳米材料具有一些独特的物理、化学性质，已经广泛应用于纳米生物传感器、环境和生物医学等领域中。纳米材料具有大比表面积、良好化学稳定性和生物相容性、强吸附能力等特性，可以用来固定生物分子从而保持生物分子活性。本文制备了几种纳米材料构建电化学传感界面。具体内容如下： (1)以碳纳米管(CNT)修饰玻碳电极为工作电极，于-1.0V吸附富集后差分脉冲伏安法测定水中微量铅离子，试验优化了支持电解质、pH、CNT用量。从富集电位正向扫描至0V，在-0.58V处产生铅的阳极溶出峰,溶出峰电流值与Pb2+浓度在0.005-1μg/mL范围内呈良好的线性关系，检测下限为0.005μg/mL，回收率为95.4%-105.5%，6次重复测定RSD为1.69%。碳纳米管显著改善了铅离子检测信号，所提出的检测方法简单、灵敏、快速、选择性好，能应用于实际样品测定。 (2)以聚碳酸酯膜为模板，直接在玻碳电极表面电沉积壳聚糖纳米管阵列。以人IgG为分析模型，构建夹心电化学免疫传感器。采用扫描电子显微镜、循环伏安、交流阻抗等方法表征传感界面。所制备的壳聚糖纳米管阵列具有良好的生物兼容性、大的表面积以及可控的尺度。实验优化了抗体的浓度和孵育时间。在优化条件下，检测人IgG的线性范围为1-1000ng/mL，检测下限为0.37ng/mL。基于壳聚糖纳米管阵列的电化学免疫传感器具有制备方法简单、响应快速、抗干扰能力强及重现性好等优点。 (3)采用刻蚀多孔聚碳酸酯滤膜为模板，结合电化学沉积方法，制备金纳米线阵列修饰电极。利用CS2与SPA在金纳米线阵列上的自组装，制备一种生物亲和传感界面。以人IgG为分析模型，构建夹心电化学免疫传感器。实验优化了羊抗人IgG浓度、羊抗人IgG固定时间、pH值。在优化条件下，响应信号与人IgG浓度在0.1ng/mL-2500ng/mL范围内呈良好的线性关系，检测下限为0.05ng/mL，六次重复测定RSD为4.28%。该传感界面在电化学免疫传感器领域具有应用潜力。