聚合物基—金屬納米復(fù)合材料及其在生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、生物傳感器具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能在復(fù)雜體系中進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，在化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品、醫(yī)藥和軍事等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。而現(xiàn)代化學(xué)、生物學(xué)、納米材料科學(xué)及現(xiàn)代微電子學(xué)等學(xué)科的交叉和發(fā)展，已使生物傳感器成為當(dāng)代研究最活潑的領(lǐng)域之一。
　　聚合物基-金屬納米復(fù)合材料是由各種金屬納米粒子與高分子材料以各種方式復(fù)合成型的一種新型復(fù)合材料。只要其某一組成相至少有一維的尺寸處在納米范圍內(nèi)，就可將其看成聚

2、合物基納米復(fù)合材料。聚合物基-金屬納米復(fù)合材料能很好的解決金屬納米材料在傳感器界面上易聚合、分散不均和穩(wěn)定性差等缺陷。使得聚合物基-金屬納米復(fù)合材料構(gòu)建的生物傳感器具有更好的性能。具體的工作內(nèi)容如下:
　　在第二章中，設(shè)計(jì)了一種新的金屬納米粒子修飾電極的方法。在電極表面修飾三維功能聚合物網(wǎng)。利用聚合物的功能基絡(luò)合金屬離子，再還原從而在電極表面直接制備金屬納米粒子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，金屬離子可以在聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中得到充分的分散，故

3、生成的金屬納米粒子也具有分散性好的特點(diǎn)，而且金屬納米粒子的密度和尺寸可通過(guò)復(fù)合膜在金屬離子溶液中的吸收-溶脹次數(shù)以及金屬離子的吸附-還原次數(shù)來(lái)控制。此方法還有一個(gè)很具吸引力的特性:聚丙烯酸-金屬?gòu)?fù)合材料擁有大量的自由羧基，這可以進(jìn)一步結(jié)合生物分子例如酶、抗體、核酸等，因此這一方法能擴(kuò)充設(shè)計(jì)更多新穎的生物傳感器。本章在電極上電沉積聚丙烯酸，以其為模板制備了基于銅納米粒子的電化學(xué)傳感器，該傳感器對(duì)H2O2表現(xiàn)出良好的電催化性能，靈敏度為99

4、μA·mmol-1·L·cm-2。改變功能聚合物、金屬離子和固定生物分子，用該方法可構(gòu)筑多種化學(xué)和生物傳感器。
　　在第三章中，研究了雙金屬合金納米粒子修飾電極的方法。在預(yù)先組裝有聚丙烯酸的電極上吸附金屬離子然后原位還原成金屬納米粒子。通過(guò)吸附混合金屬離子-還原的方式，可以將協(xié)同模式的雙金屬合金納米粒子修飾到電極上;通過(guò)吸附一種金屬離子-還原，然后吸附另一種金屬離子-還原的方法，可以將核-殼模式的雙金屬合金納米粒子修飾到電極上。用

5、以上方法可制備不同類型的合金納米粒子的生物傳感器。以鉑、鈀協(xié)同模式的雙金屬納米粒子修飾到電極上制備的電化學(xué)傳感器為例，其對(duì)H2O2的線性范圍是1μmol/L～20mmol/L，檢測(cè)下線為500nmol/L（信噪比=3），靈敏度為499μA·mmol-1·L·cm-2。比單金屬納米粒子的電化學(xué)傳感器表現(xiàn)出更加優(yōu)秀的性能。
　　在第四章中，發(fā)展了一種基于單鏈DNA(ss-DNA)功能化的石墨烯(GR)-金納米粒子(AuNPs)復(fù)合納米