基于纳米Fe 3 O 4 磁性材料构建的DNA电化学传感器及其应用
发布时间：2022-11-08 21:46
黄金是一种稀有金属,性质稳定,在地球上分布稀少,具有很高的商业价值。随着黄金在市场上的价格日益增长,人类开始大量寻找金矿区,造成了严重的生态破坏,因此寻找一种节能有效地探测矿物质的方法是有必要的。最近几年利用微生物探测矿区已经成为一种绿色环保的方法,研究表明矿区土壤中的蜡样芽胞杆菌（B.cereus）的含量与金矿的含量有正相关关系,可以利用土壤中的B.cereus的含量追踪隐形金矿区。传统的检测B.cereus的方法有平板计数法、多管发酵法和滤膜法等。但是这些检测方法分析周期长,步骤复杂繁琐,不能实现对细菌的快速检测。因此,迫切需要建立一种环保、快速、高选择性和绿色低成本的检测B.cereus的方法。电化学DNA传感器的方法,结合了纳米技术、生物科学技术和电化学分析检测技术这三大技术的优点,因此具有灵敏、低廉、分析周期短等特点。将电化学DNA传感器用于细菌的检测是一种新型的检测方法。基于此,本论文根据Fe3O4优良的生物相容性与磁性,合成了纳米复合材料Fe3O4-NH2@Au和...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 B.cereus简介
1.2.1 B.cereus的生物学特征
1.2.1.1 形态特征
1.2.1.2 生态习性与培养
1.2.2 B.cereus与微生物探矿
1.2.2.1 探矿技术简介
1.2.2.2 利用B.cereus探金矿的依据
1.3 细菌的检测方法
1.3.1 传统方法
1.3.2 现代分子生物学方法
1.3.3 生物传感器方法
1.4 电化学DNA传感器的研究现状
1.4.1 电化学DNA传感器的工作原理
1.4.2 电化学DNA传感器的固定方法及优缺点
1.4.3 电化学DNA传感器的分析方法
1.4.3.1 标记法
1.4.3.2 免标记法
1.4.4 电化学DNA传感器的信号放大策略
1.4.5 电化学DNA传感器的应用领域
1.4.5.1 临床检测
1.4.5.2 药物分析
1.4.5.3 环境检测
1.4.5.4 食品检测
1.5 本论文研究的内容与创新点
第二章 基于纳米Fe_3O_4粒子的电化学DNA传感器的制备及研究
2.1 引言
2.2 实验试剂和仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 Fe_3O_4纳米材料的合成
2.3.2 Fe_3O_4纳米材料的表征
2.3.2.1 傅立叶红外光谱测定(FTIRSpectroscopy)
2.3.2.2 ζ-电位测量
2.3.2.3 透射电子显微镜表征(TEM)
2.3.2.4 X-射线衍射光谱测定(X-Raydiffraction)
2.3.3 B.cereus的特异性DNA的获取
2.3.4 基于Fe_3O_4纳米材料修饰的电化学DNA传感器的制备
2.3.4.1 Fe_3O_4/CS修饰液的制备
2.3.4.2 DNA序列的配制
2.3.4.3 玻碳电极(Glassycarbonelectrode,简称GCE)的预处理
2.3.4.4 传感器的制备与电化学测量
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 Fe_3O_4纳米材料的表征
2.4.1.1 FTIR测定结果
2.4.1.2 ζ-电位测量结果
2.4.1.3 TEM表征结果
2.4.1.4 XRD测定结果
2.4.2 电极的电化学表征
2.4.3 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的杂交条件优化
2.4.4 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的特异选择性
2.4.5 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的线性范围与检出限
2.4.6 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的重现性与稳定性
2.5 本章小结
第三章 基于Fe_3O_4-NH_2@Au纳米复合材料的电化学DNA传感器的制备及研究
3.1 引言
3.2 实验试剂与仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方法
3.3.1 复合材料Fe_3O_4-NH_2@Au的制备
3.3.2 复合材料Fe_3O_4-NH_2@Au的表征
3.3.2.1 紫外-可见光谱仪测定(Uv-visible Specrometer,简称UV)
3.3.2.2 FTIR测定
3.3.2.3 TEM表征
3.3.3 B.cereus的特异性DNA片段的获取与DNA溶液的配置
3.3.4 传感器的构造与电化学表征
3.3.4.1 裸玻碳电极的处理
3.3.4.2 电极修饰液Fe_3O_4-NH_2@Au/CS的制备
3.3.4.3 传感器的构造
3.3.4.4 电化学测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 复合材料Fe_3O_4-NH_2@Au的表征
3.4.1.1 UV测定结果
3.4.1.2 FTIR测定结果
3.4.1.3 TEM测试结果
3.4.2 电极电化学表征结果
3.4.3 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的条件优化
3.4.4 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的特异选择性
3.4.5 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的定量分析检测
3.4.6 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的的重现性与稳定性
3.5 本章小结
第四章 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH复合材料的电化学DNA传感器的制备及研究
4.1 引言
4.2 实验试剂及仪器
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.3 实验方法
4.3.1 合成复合材料Fe_3O_4/MWCNTs-COOH
4.3.2 复合纳米材料Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的表征
4.3.2.1 FTIR测定
4.3.2.2 XRD和能谱仪测定(EnergyDispersiveSpectrometer,EDS)
4.3.2.3 TEM测定
4.3.3 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH传感器的构造
4.3.3.1 Fe_3O_4/MWCNTs-COOH/CS修饰液的制备
4.3.3.2 DNA序列的配制
4.3.3.3 裸玻碳电极的预处理
4.3.3.4 Fe_3O_4/MWCNTs-COOH/CS/p-DNA/GCE的构造
4.3.3.5 电化学测试测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 纳米复合材料Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的表征
4.4.1.1 FTIR测定结果
4.4.1.2 XRD和EDS测定结果
4.4.1.3 TEM测试结果
4.4.2 不同修饰电极的电化学测试结果
4.4.3 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH构建地电化学传感器的条件优化
4.4.4 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的电化学传感器的特异选择性
4.4.5 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的电化学传感器的定量分析检测
4.4.6 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH传感器的稳定性和重现性测试
4.4.7 实样检测
4.4.8 DNA的吸附机理
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
部分缩略语Abbreviation(按字母顺序排列)
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]吉黑东部沙兰镇—桦皮遥感地质特征及金找矿方向[J]. 董建乐,王艳忠,段晓军,于学政. 黄金科学技术. 2008(06)
[2]水中大肠菌群快速检测方法-酶底物法与多管发酵法的比较[J]. 孙宗科,吴榕,丁培,薛金荣,陈西平,张雅婕,张淑红,遇晓杰. 卫生研究. 2006(04)
[3]生物矿化——蜡状芽孢杆菌聚金作用的研究[J]. 汤显春,牛桂兰,谢树成,王红梅. 微生物学杂志. 2001(01)
本文编号：3704613
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 B.cereus简介
1.2.1 B.cereus的生物学特征
1.2.1.1 形态特征
1.2.1.2 生态习性与培养
1.2.2 B.cereus与微生物探矿
1.2.2.1 探矿技术简介
1.2.2.2 利用B.cereus探金矿的依据
1.3 细菌的检测方法
1.3.1 传统方法
1.3.2 现代分子生物学方法
1.3.3 生物传感器方法
1.4 电化学DNA传感器的研究现状
1.4.1 电化学DNA传感器的工作原理
1.4.2 电化学DNA传感器的固定方法及优缺点
1.4.3 电化学DNA传感器的分析方法
1.4.3.1 标记法
1.4.3.2 免标记法
1.4.4 电化学DNA传感器的信号放大策略
1.4.5 电化学DNA传感器的应用领域
1.4.5.1 临床检测
1.4.5.2 药物分析
1.4.5.3 环境检测
1.4.5.4 食品检测
1.5 本论文研究的内容与创新点
第二章 基于纳米Fe_3O_4粒子的电化学DNA传感器的制备及研究
2.1 引言
2.2 实验试剂和仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 Fe_3O_4纳米材料的合成
2.3.2 Fe_3O_4纳米材料的表征
2.3.2.1 傅立叶红外光谱测定(FTIRSpectroscopy)
2.3.2.2 ζ-电位测量
2.3.2.3 透射电子显微镜表征(TEM)
2.3.2.4 X-射线衍射光谱测定(X-Raydiffraction)
2.3.3 B.cereus的特异性DNA的获取
2.3.4 基于Fe_3O_4纳米材料修饰的电化学DNA传感器的制备
2.3.4.1 Fe_3O_4/CS修饰液的制备
2.3.4.2 DNA序列的配制
2.3.4.3 玻碳电极(Glassycarbonelectrode,简称GCE)的预处理
2.3.4.4 传感器的制备与电化学测量
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 Fe_3O_4纳米材料的表征
2.4.1.1 FTIR测定结果
2.4.1.2 ζ-电位测量结果
2.4.1.3 TEM表征结果
2.4.1.4 XRD测定结果
2.4.2 电极的电化学表征
2.4.3 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的杂交条件优化
2.4.4 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的特异选择性
2.4.5 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的线性范围与检出限
2.4.6 基于Fe_3O_4纳米材料的电化学DNA传感器的重现性与稳定性
2.5 本章小结
第三章 基于Fe_3O_4-NH_2@Au纳米复合材料的电化学DNA传感器的制备及研究
3.1 引言
3.2 实验试剂与仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方法
3.3.1 复合材料Fe_3O_4-NH_2@Au的制备
3.3.2 复合材料Fe_3O_4-NH_2@Au的表征
3.3.2.1 紫外-可见光谱仪测定(Uv-visible Specrometer,简称UV)
3.3.2.2 FTIR测定
3.3.2.3 TEM表征
3.3.3 B.cereus的特异性DNA片段的获取与DNA溶液的配置
3.3.4 传感器的构造与电化学表征
3.3.4.1 裸玻碳电极的处理
3.3.4.2 电极修饰液Fe_3O_4-NH_2@Au/CS的制备
3.3.4.3 传感器的构造
3.3.4.4 电化学测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 复合材料Fe_3O_4-NH_2@Au的表征
3.4.1.1 UV测定结果
3.4.1.2 FTIR测定结果
3.4.1.3 TEM测试结果
3.4.2 电极电化学表征结果
3.4.3 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的条件优化
3.4.4 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的特异选择性
3.4.5 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的定量分析检测
3.4.6 基于Fe_3O_4-NH_2@Au构建的电化学传感器的的重现性与稳定性
3.5 本章小结
第四章 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH复合材料的电化学DNA传感器的制备及研究
4.1 引言
4.2 实验试剂及仪器
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.3 实验方法
4.3.1 合成复合材料Fe_3O_4/MWCNTs-COOH
4.3.2 复合纳米材料Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的表征
4.3.2.1 FTIR测定
4.3.2.2 XRD和能谱仪测定(EnergyDispersiveSpectrometer,EDS)
4.3.2.3 TEM测定
4.3.3 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH传感器的构造
4.3.3.1 Fe_3O_4/MWCNTs-COOH/CS修饰液的制备
4.3.3.2 DNA序列的配制
4.3.3.3 裸玻碳电极的预处理
4.3.3.4 Fe_3O_4/MWCNTs-COOH/CS/p-DNA/GCE的构造
4.3.3.5 电化学测试测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 纳米复合材料Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的表征
4.4.1.1 FTIR测定结果
4.4.1.2 XRD和EDS测定结果
4.4.1.3 TEM测试结果
4.4.2 不同修饰电极的电化学测试结果
4.4.3 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH构建地电化学传感器的条件优化
4.4.4 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的电化学传感器的特异选择性
4.4.5 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH的电化学传感器的定量分析检测
4.4.6 基于Fe_3O_4/MWCNTs-COOH传感器的稳定性和重现性测试
4.4.7 实样检测
4.4.8 DNA的吸附机理
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
部分缩略语Abbreviation(按字母顺序排列)
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]吉黑东部沙兰镇—桦皮遥感地质特征及金找矿方向[J]. 董建乐,王艳忠,段晓军,于学政. 黄金科学技术. 2008(06)
[2]水中大肠菌群快速检测方法-酶底物法与多管发酵法的比较[J]. 孙宗科,吴榕,丁培,薛金荣,陈西平,张雅婕,张淑红,遇晓杰. 卫生研究. 2006(04)
[3]生物矿化——蜡状芽孢杆菌聚金作用的研究[J]. 汤显春,牛桂兰,谢树成,王红梅. 微生物学杂志. 2001(01)
本文编号：3704613
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3704613.html
