光电阴极生物传感器的应用
发布时间：2023-09-17 18:56
基于光阴极的光致电化学生物传感器测定可克服基于光阳极的生物传感器测定的固有缺点。不同于光阳极,内部电子还原反应发生在光电阴极/电解质界面,以氧气为电子受体,这使得从电解质溶液中吸附的还原成分对还原反应没有影响。结果,获得了光电阴极本身的真实光电流响应。基于此我们合成了Bi OI纳米片和CuInS2微花p型半导体材料,它们具有高介电常数,高的载流子迁移率以及强烈的载流子效应。本论文的研究重点是以BiOI纳米片和CuInS2微花为光敏材料构建的光电阴极生物传感器,来检测凝血酶、Pb2+和miRNA。主要内容包括:(1)开发了一种基于hemin G四联体增强和金纳米粒子(AuNPs)淬灭BiOI纳米片信号的新型多功能PEC生物传感器平台。以p型半导体BiOI纳米片为阴极光敏材料,hemin G四联体和AuNPs为电子转移体。当目标物凝血酶不存在时,hemin G四联体距离Bi OI纳米片较远而AuNPs距离BiOI纳米片较近,此时AuNPs与Bi OI纳米片之间的电子转移起主导作用,导致光电流被猝灭。当目标物凝血酶存在时,he...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 光致电化学概述
1.1.1 光致电化学概述
1.1.2 光致电化学体系的组成
1.1.3 光致电化学的发展前景
1.2 光致电化学材料概述
1.2.1 光致电化学材料概述
1.2.2 光致电化学材料的制备方法
1.2.2.1 激光加热蒸发法
1.2.2.2 水热合成法
1.2.2.3 溶胶-凝胶法
1.2.2.4 微波合成法
1.2.3 光致电化学材料的应用
1.2.3.1 无机半导体材料的应用
1.2.3.2 有机光电活性材料的应用
1.3 光致电化学传感器
1.3.1 光致电化学传感器概述
1.3.2 光致电化学传感器的分类
1.3.2.1 电位型传感器
1.3.2.2 电流型传感器
1.3.3 光致电化学传感器的应用
1.3.3.1 光电阳极传感器的应用
1.3.3.2 光电阴极传感器的应用
1.4 阴极光电材料BiOI的简介及应用
1.5 阴极光电材料CuInS2的简介及应用
1.6 本课题的研究意义与内容
第二章 基于双增强效果的阴极光致电化学传感器检测凝血酶的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器和试剂
2.2.2 实验步骤
2.2.2.1 BiOI纳米片的合成
2.2.2.2 金纳米颗粒的制备
2.2.2.3 将AuNPs连接到凝血酶适体(DNA2)上
2.2.2.4 光致电化学适体传感器的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 实验原理
2.3.2 不同基底及材料扫描电镜和透射电镜的表征
2.3.3 BiOI纳米片的X-射线衍射表征图
2.3.4 BiOI纳米片的可见吸收光谱表征图
2.3.5 在最优偏压-0.1V下,对BiOI纳米片价带导带的检测
2.3.6 电子转移过程研究
2.3.7 光致电化学传感器光电流的检测
2.3.8 修饰电极的阻抗表征
2.3.9 对heminG四联体紫外可见吸收光谱及圆二色谱的表征
2.3.10 对hemin适体DNA1的浓度、hemin的浓度、凝血酶的孵化时间及偏压的优化
2.3.11 对凝血酶浓度梯度的检测及线性表征
2.3.12 对凝血酶特异性的检测
2.3.13 实际样品检测
2.4 本章结论
第三章 基于双增强效果的阴极光致电化学传感器检测Pb2+的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器和试剂
3.2.2 实验步骤
3.2.2.1 BiOI纳米片的合成
3.2.2.2 金纳米颗粒的制备
3.2.2.3 将AuNPs连接到铅离子适体(DNA2)上
3.2.2.4 光致电化学适体传感器的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 实验原理
3.3.2 不同基底及材料的扫描电镜表征
3.3.3 Fc还原电位的测定
3.3.4 电子转移过程研究
3.3.5 光致电化学传感器光电流的检测
3.3.6 修饰电极的阻抗表征
3.3.7 对Fc修饰的DNA1的浓度、Pb2+的孵化时间及偏压的优化
3.3.8 对Pb2+浓度梯度的检测及线性表征
3.3.9 对铅离子特异性的检测
3.3.10 实际样品检测
3.4 本章结论
第四章 基于酶切扩增效果的阴极光致电化学传感器检测MicroRNAs的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂和仪器
4.2.2 实验步骤
4.2.2.1 CuInS2微花的合成
4.2.2.2 阴极生物传感电极的构建
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验原理
4.3.2 CuInS2微花的扫描电镜表征
4.3.3 CuInS2微花的XRD图像表征
4.3.4 光致电化学传感器光电流的检测
4.3.5 修饰电极的阻抗表征
4.3.6 酶切反应的聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)表征
4.3.7 对核酸外切酶III(ExoIII)浓度的优化
4.3.8 对TATA绑定蛋白(TBP)浓度的优化
4.3.9 对miR-21浓度梯度的检测及线性表征
4.3.10 对miR-21特异性的检测
4.3.11 实际样品检测
4.4 本章结论
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3847965
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 光致电化学概述
1.1.1 光致电化学概述
1.1.2 光致电化学体系的组成
1.1.3 光致电化学的发展前景
1.2 光致电化学材料概述
1.2.1 光致电化学材料概述
1.2.2 光致电化学材料的制备方法
1.2.2.1 激光加热蒸发法
1.2.2.2 水热合成法
1.2.2.3 溶胶-凝胶法
1.2.2.4 微波合成法
1.2.3 光致电化学材料的应用
1.2.3.1 无机半导体材料的应用
1.2.3.2 有机光电活性材料的应用
1.3 光致电化学传感器
1.3.1 光致电化学传感器概述
1.3.2 光致电化学传感器的分类
1.3.2.1 电位型传感器
1.3.2.2 电流型传感器
1.3.3 光致电化学传感器的应用
1.3.3.1 光电阳极传感器的应用
1.3.3.2 光电阴极传感器的应用
1.4 阴极光电材料BiOI的简介及应用
1.5 阴极光电材料CuInS2的简介及应用
1.6 本课题的研究意义与内容
第二章 基于双增强效果的阴极光致电化学传感器检测凝血酶的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器和试剂
2.2.2 实验步骤
2.2.2.1 BiOI纳米片的合成
2.2.2.2 金纳米颗粒的制备
2.2.2.3 将AuNPs连接到凝血酶适体(DNA2)上
2.2.2.4 光致电化学适体传感器的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 实验原理
2.3.2 不同基底及材料扫描电镜和透射电镜的表征
2.3.3 BiOI纳米片的X-射线衍射表征图
2.3.4 BiOI纳米片的可见吸收光谱表征图
2.3.5 在最优偏压-0.1V下,对BiOI纳米片价带导带的检测
2.3.6 电子转移过程研究
2.3.7 光致电化学传感器光电流的检测
2.3.8 修饰电极的阻抗表征
2.3.9 对heminG四联体紫外可见吸收光谱及圆二色谱的表征
2.3.10 对hemin适体DNA1的浓度、hemin的浓度、凝血酶的孵化时间及偏压的优化
2.3.11 对凝血酶浓度梯度的检测及线性表征
2.3.12 对凝血酶特异性的检测
2.3.13 实际样品检测
2.4 本章结论
第三章 基于双增强效果的阴极光致电化学传感器检测Pb2+的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器和试剂
3.2.2 实验步骤
3.2.2.1 BiOI纳米片的合成
3.2.2.2 金纳米颗粒的制备
3.2.2.3 将AuNPs连接到铅离子适体(DNA2)上
3.2.2.4 光致电化学适体传感器的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 实验原理
3.3.2 不同基底及材料的扫描电镜表征
3.3.3 Fc还原电位的测定
3.3.4 电子转移过程研究
3.3.5 光致电化学传感器光电流的检测
3.3.6 修饰电极的阻抗表征
3.3.7 对Fc修饰的DNA1的浓度、Pb2+的孵化时间及偏压的优化
3.3.8 对Pb2+浓度梯度的检测及线性表征
3.3.9 对铅离子特异性的检测
3.3.10 实际样品检测
3.4 本章结论
第四章 基于酶切扩增效果的阴极光致电化学传感器检测MicroRNAs的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂和仪器
4.2.2 实验步骤
4.2.2.1 CuInS2微花的合成
4.2.2.2 阴极生物传感电极的构建
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验原理
4.3.2 CuInS2微花的扫描电镜表征
4.3.3 CuInS2微花的XRD图像表征
4.3.4 光致电化学传感器光电流的检测
4.3.5 修饰电极的阻抗表征
4.3.6 酶切反应的聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)表征
4.3.7 对核酸外切酶III(ExoIII)浓度的优化
4.3.8 对TATA绑定蛋白(TBP)浓度的优化
4.3.9 对miR-21浓度梯度的检测及线性表征
4.3.10 对miR-21特异性的检测
4.3.11 实际样品检测
4.4 本章结论
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3847965
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