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纳米金/聚吡咯在DNA电化学传感器中的应用

作　者: 严贞贞
导　师: 郝青丽
学　校: 南京理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 聚吡咯 纳米金 DNA 电化学生物传感器
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


DNA探针的固定是DNA电化学生物传感器制作的首要问题,它的固化量和活性将直接影响传感器的灵敏度。本论文主要采用自组装法固定DNA,并结合纳米材料的应用以制备DNA电化学生物传感器。主要包括以下三个部分的内容:1、运用了恒电位的方法在氧化铟锡玻璃电极（ITO）上合成了导电纳米聚吡咯薄膜,并将其作为基底,通过循环伏安和恒电位两种不同的电化学方法在该聚吡咯修饰电极表面电化学制备纳米金颗粒,讨论了实验各参数对其电化学性能的影响。通过电化学测试、扫描电子显微镜和原子力显微镜等表征手段对其性能进行了分析,结果发现,有聚吡咯基底的纳米金修饰电极较无聚吡咯基底的纳米金修饰电极的电信号强,纳米金颗粒更小,比表面积更大,这将有利于构建DNA生物传感器的功能敏感膜。2、构建了以上述ITO/PPy/Au修饰电极为基底,基于[Fe（CN）6]3-/4-体系下的单链DNA探针。通过自组装的方法确定了其最佳自组装时间和浓度,通过循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）研究了测试溶液的离子强度,pH及CV扫速对其电化学信号的影响,确定了单链DNA探针在[Fe（CN）6]3-/4-体系中的最佳检测条件,并分析了单链DNA修饰电极表面的动力学参数。3、构建了基于[Fe（CN）6]3-/4-体系下DNA生物传感器,讨论了互补链DNA的最佳杂交时间,分析了双链DNA修饰电极表面的动力学参数,通过DPV法测试了该DNA生物传感器的线性范围为10-6-10-8mol·L-1,检测下限为1.8×10-10mol·L-1,并研究了该传感器的再生性及稳定性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
1 绪论  8-21
  1.1 生物传感器  8-11
    1.1.1 生物传感器概述  8-9
    1.1.2 电化学生物传感器概述  9
    1.1.3 DNA电化学生物传感器的工作原理  9-10
    1.1.4 DNA电化学传感器的类型:  10
    1.1.5 DNA电化学传感器的特征:  10
    1.1.6 DNA在电极上的固定方法:  10-11
  1.2 导电聚合物  11-16
    1.2.1 导电聚合物概述  11-12
    1.2.2 聚吡咯的结构  12
    1.2.3 导电聚吡咯的电化学性质  12-13
    1.2.4 聚吡咯的电化学制备  13-15
    1.2.5 聚吡咯在生物传感器中的应用  15-16
  1.3 贵金属纳米材料  16-19
    1.3.1 贵金属纳米材料概述  16
    1.3.2 纳米金的制备  16-18
    1.3.3 纳米金在生物传感器中的应用  18-19
  1.4 本论文主要研究目的和意义  19-20
  1.5 本论文主要研究内容  20-21
2 纳米金/聚吡咯复合膜电极的电化学制备及表征  21-40
  2.1 引言  21
  2.2 实验部分  21-23
    2.2.1 仪器  21
    2.2.2 试剂  21-22
    2.2.3 溶液的配制  22
    2.2.4 电极的处理  22
    2.2.5 实验方法  22
    2.2.6 电化学测试  22-23
  2.3 结果与讨论  23-39
    2.3.1 ITO/PPy修饰电极的制备及性能表征  23-26
    2.3.2 恒电位法制备ITO/PPy/Au_(NP)及电化学分析  26-29
    2.3.3 循环伏安法制备ITO/PPy/Au_(NP)及电化学行为分析  29-33
    2.3.4 离子强度对ITO/PPy/Au电极的电化学行为影响  33-35
    2.3.5 pH值对ITO/PPy/Au电极的电化学行为影响  35-36
    2.3.6 ITO/PPy/Au电极表面的动力学研究  36-39
  2.4 本章小结  39-40
3 基于纳米金/聚吡咯复合膜的DNA探针的构建及性能研究  40-52
  3.1 引言  40
  3.2 实验部分  40-42
    3.2.1 仪器  40
    3.2.2 试剂  40-41
    3.2.3 溶液的配制  41
    3.2.4 电极的处理  41
    3.2.5 实验方法  41-42
    3.2.6 电化学测试  42
  3.3 结果与讨论  42-51
    3.3.1 DNA自组装时间对ITO/PPy/Au/Hs-ssDNA电极的电化学行为影响  42-43
    3.3.2 DNA自组装浓度对ITO/PPy/Au/Hs-ssDNA电极的电化学行为影响  43-45
    3.3.3 离子强度对ITO/PPy/Au/Hs-ssDNA电极的电化学行为影响  45-48
    3.3.4 pH值对ITO/PPy/Au/Hs-ssDNA电极的电化学行为影响  48
    3.3.5 ITO/PPy/Au/Hs-ssDNA电极的动力学研究  48-51
  3.4 小结  51-52
4 基于纳米金/聚吡咯膜DNA生物传感器的构建及其研究  52-63
  4.1 引言  52
  4.2 实验部分  52-54
    4.2.1 仪器  52
    4.2.2 试剂  52-53
    4.2.3 溶液的配制  53
    4.2.4 电极的处理  53
    4.2.5 实验方法  53-54
    4.2.6 电化学测试  54
  4.3 结果与讨论  54-62
    4.3.1 DNA杂交时间对ITO/PPy/Au/ds-DNA电极的电化学行为影响  54-56
    4.3.2 ITO/PPy/Au/ds-DNA电极的动力学研究  56-60
    4.3.3 DNA电化学传感器的灵敏度  60-61
    4.3.4 DNA电化学传感器的稳定性  61-62
    4.3.5 DNA电化学传感器的再生性  62
  4.4 小结  62-63
结论及创新点  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
附录  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 化学传感器
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