基于納米復(fù)合材料的生物傳感器的研制及性能分析.pdf

1、電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器具有很高的靈敏度，并且具有儀器設(shè)備簡單、操作方便、快捷、線性響應(yīng)范圍寬和易于實(shí)現(xiàn)自動化等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此該新型傳感器越來越受到研究者們的廣泛關(guān)注。本文開展了針對三種不同納米復(fù)合材料的生物傳感器的優(yōu)化、制備和組裝，并且分別應(yīng)用于人體肝癌細(xì)胞的檢測之中，實(shí)現(xiàn)了對癌細(xì)胞的靈敏檢測，為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的臨床檢測提供了新的平臺。
　　本文開展了如下幾個(gè)方面的工作:
　　利用CFD方法，通過Fluent軟件進(jìn)行模擬計(jì)算

2、并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以光刻法為基礎(chǔ)，以PDMS為原料，成功地設(shè)計(jì)和制備出具有不同結(jié)構(gòu)的微流控芯片。基于模擬數(shù)據(jù)得到的最優(yōu)條件，其中最優(yōu)條件包括芯片的最優(yōu)結(jié)構(gòu)（直通道，入射角度為120°），以及流速為50μL/min等。
　　利用氨水和硝酸鈰溶液之間的化學(xué)反應(yīng)，基于軟件模擬計(jì)算的最優(yōu)條件，本文將以上兩種溶液分別注入到微流控芯片中，開展二氧化鈰納米材料的合成，以及二氧化鈰納米材料形貌的控制。通過條件溫度，流速等外界參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)物二氧化

3、鈰納米材料形貌的均勻可控。并基于此，利用離子層吸附法制備出硫化鎘包覆的二氧化鈰納米粒子，用于組裝電致化學(xué)發(fā)光傳感器。該組裝中，利用鉑絲電極為基底，利用層層組裝法實(shí)現(xiàn)了電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備，并應(yīng)用于人體肝癌細(xì)胞的檢測之中。其檢測范圍是1000-5000細(xì)胞每毫升，檢測限為1210個(gè)細(xì)胞。
　　鑒于基于二氧化鈰-硫化鎘納米復(fù)合材料的生物傳感器的檢測范圍較窄，難以實(shí)現(xiàn)在臨床檢測中應(yīng)用的難題，所以，亟需制備新型納米復(fù)合材料的生物傳感器

4、。鑒于二氧化硅的無毒性，以及良好的供電子能力，本文展開了合成納米二氧化硅材料的實(shí)驗(yàn)。首先，利用溶液法和微流控方法分別制備出二氧化硅納米粒子，篩選出具有均一形貌的納米粒子，并利用離子層吸附法制備出二氧化硅-硫化鎘納米復(fù)合材料。紫外可見光譜、能譜，以及掃描電子顯微鏡等儀器被用來確認(rèn)該材料成功的被制備出來。通過利用鉑絲電極為基底，利用層層組裝法再次實(shí)現(xiàn)了電致化學(xué)發(fā)光傳感器的制備，并應(yīng)用于癌細(xì)胞的檢測之中。其檢測范圍是300-14000細(xì)胞每毫

5、升。通過評估該傳感器的性能，發(fā)現(xiàn)該新式傳感器具有良好的穩(wěn)定性，選擇性和重現(xiàn)性。能夠用于癌癥早期臨床檢測的需要，是一種理想的新型檢測平臺。
　　鑒于上述工作中制備的新型傳感器都需要進(jìn)行封裝工序，而不能夠直接進(jìn)行檢測，本文開發(fā)出一種利用泡沫鎳為基底的無需封裝的新型生物傳感器，并應(yīng)用于人體肝癌細(xì)胞的檢測之中。首先，通過對泡沫鎳表面的化學(xué)修飾改性，實(shí)現(xiàn)了泡沫鎳的親疏水性改變，紫外可見光譜，能譜，以及掃描電子顯微鏡等儀器被用來確認(rèn)該材料成功