碳納米材料及金屬納米材料的制備及其在魯米諾電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器構(gòu)建中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，納米材料被廣泛的應(yīng)用到傳感器的研究中，這主要是由于其具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)，如:大的比表面體、良好的穩(wěn)定性、小尺寸效應(yīng)、好的生物相容性、強(qiáng)的吸附能力及電催化活性等。尤其是碳納米管、石墨烯、納米金屬、納米金屬氧化物和量子點(diǎn)在生物檢測(cè)方面的應(yīng)用，更是引起了人們的注意。
　　電致化學(xué)發(fā)光(ECL)免疫傳感器就是將電致化學(xué)發(fā)光與免疫傳感器相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的具有選擇性高、靈敏度好、檢測(cè)快速等優(yōu)點(diǎn)的生物傳感器。本論文正是基于這些納米材料的

2、這些優(yōu)點(diǎn)，采用碳納米管/石墨烯納米復(fù)合物、金鉑合金納米顆粒、納米銀/石墨烯復(fù)合材料、卟啉鐵/石墨烯納米材料、聚乙二胺/氧化鋅納米棒復(fù)合納米材料等納米材料，構(gòu)建了一系列性能優(yōu)良的夾心免疫傳感器。并應(yīng)用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電化學(xué)分析技術(shù)等對(duì)納米復(fù)合材料、電極的制備過(guò)程、優(yōu)化過(guò)程和性能等進(jìn)行了表征。
　　本論文主要從以下幾個(gè)方面開展研究工作:
　　1.基于石墨烯-碳納米管、金鉑合金納米復(fù)合物和葡萄糖氧化酶構(gòu)建超

3、靈敏的魯米諾陰極電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究本研究工作中，首先將石墨烯、碳納米管分散在殼聚糖溶液中合成了殼聚糖-石墨烯-碳納米管(Chi-GR-CNTs)納米復(fù)合材料。由于石墨烯和碳納米管具有較好的導(dǎo)電性，因此用其來(lái)作為修飾電極的基底材料。然后在Chi-GR-CNTs修飾的電極上電沉積上一層金鉑合金納米顆粒(DpAu-Pt)。由于金鉑合金納米顆粒不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，而且生物相容性也好，因此不僅可以促進(jìn)電子的傳遞也能用來(lái)固載抗體。緊接著

4、，使用葡萄糖氧化酶(GOD)來(lái)封閉電極表面的非特異性吸附位點(diǎn)。當(dāng)?shù)滓褐写嬖谄咸烟菚r(shí)，GOD直接催化葡萄糖的氧化來(lái)原位產(chǎn)生過(guò)氧化氫(H2O2)，H2O2又接著促進(jìn)魯米諾的氧化使其具有一個(gè)放大的陰極發(fā)光信號(hào)。該傳感器對(duì)檢測(cè)CEA的線性范圍為0.1pg/mL-40 ng/mL，檢出限為0.03pg/mL(S/N=3)。用Chi-GR-CNTs和DpAu-Pt構(gòu)建的魯米諾發(fā)光的免疫傳感器具有優(yōu)異的靈敏度，好的選擇性和穩(wěn)定性而且制備方法簡(jiǎn)單。

5、r>　　2.基于卟啉鐵和銀納米顆粒協(xié)同催化增強(qiáng)型的魯米諾電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究采用肼還原法并通過(guò)π-π之間的相互作用合成卟啉鐵-石墨烯(hemin-rGO)納米復(fù)合物，由于hemin中的FeⅢ/FeⅡ可逆氧化還原作用使其具有較好的電催化性能，能催化一些像過(guò)氧化物酶等的氧化反應(yīng)。利用硼氫化鈉法還原硝酸銀和氧化石墨烯合成納米銀-還原石墨烯(Ag-rGO)納米復(fù)合材料，利用石墨烯大的比表面積固載大量的納米銀，利用納米銀強(qiáng)的吸附性和好的生

6、物相容性用以固載二抗和葡萄糖氧化酶(GOD)。在眾多的金屬納米顆粒中，AgNPs表現(xiàn)出優(yōu)異的催化和電催化性能使得電致化學(xué)信號(hào)明顯增強(qiáng)。利用hemin和AgNPs對(duì)H2O2的協(xié)同催化效應(yīng)又極大地提高了催化電致化學(xué)發(fā)光信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明，該免疫傳感器的靈敏度也因此得到了提高。用該傳感器對(duì)癌胚蛋白(CEA)進(jìn)行檢測(cè)，其線性范圍為檢測(cè)范圍為0.1pg/mL-160ng/mL，檢出限為0.03pg/mL。此外，該免疫傳感器具有良好的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)

7、定性。
　　3.基于聚乙二胺功能化的氧化鋅納米棒固載魯米諾構(gòu)建的高靈敏電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究在高壓釜中，利用Zn(Ac)2·2H2O與NaOH在甲醇中的反應(yīng)合成氧化鋅納米棒(ZNs)。該方法制備得到的ZNs具有大的比表面積。在用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)在ZNs表面進(jìn)行氨基化后，通過(guò)EDN和NHS的作用與聚乙二胺(PAMAM)反應(yīng)制得PAMAM功能化的ZNs(ZNs-PAMAM)。PAMAM具有樹枝狀的三維結(jié)構(gòu)且?guī)?/p>