微电极阵列的制备及其在电化学传感器中的应用

摘要

本文中我们在超疏水界面上，利用光电化学方法和光催化沉积的方法相结合制备了微电极阵列，方法简便，成本低，可大面积化。首先，我们在已经修饰上碳十八烷基硅烷ODS的超疏水TiO2膜上，利用光催化氧化，制备超疏水/超亲水的膜样，形成凹形微阵列电极。然后，在超亲水区域光催化金属纳米粒子的生长，从而制备出凸形微阵列电极。此种方法可以制备不同的金属纳米膜样如金银铂，解像度可低至数微米。与其它方法相比，文中所述的方法简便，成本低廉，无毒性蚀刻剂，具有环保性。 与此同时，用电化学沉积的方法制备不同形貌的纳米金电极，在锥状纳米金电极上成功地实现了肌红蛋白Mb和血红蛋白Hb的直接可逆的电子传递。修饰上Mb的锥状金电极Au-NP/Mb上氧化还原的表观电位是E0’=0．21V（vs。Ag/AgCl），电子转移速率常数ks=1．6；修饰上Hb的锥状金电极Au-NP/Hb上氧化还原的表观电位是E0’=0．26 mV（vs． Ag/AgCl），电子转移速率常数ks=1．21。从电化学实验当中我们可以看出Mb和Hb很稳定的吸附在锥状电极表面并且对过氧化氢H2O2有着很好的电催化响应。 我们成功构建了基于Mb和Hb直接电子传递的H2O2传感器。传感器在很正的还原电位150 mV下，具有较宽的线形范围，较低的检测限，较好的稳定性和较快的响应时间。Au-NP/Mb电极在还原电位150 mV下，线形范围为1μM-1．2mM，灵敏度为24μA/（c㎡ mM），最低检测限为0．5μM，响应时间8 s；Au-NP/Hb电极在还原电位150 mV下，线形范围为2μM-0．9 mM。的灵敏度为25μN（c㎡mM）。最低检测限为0．7μM。响应时间5s。由于金纳米粒子结果具有很好的分析特性和生物兼容性，可望用于在生物体系中H2O2的连续在线检测。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 前言

1.1 研究背景

1.1.1 微电极阵列

1.1.2 电化学生物传感器

1.2 研究目的与内容

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究内容

1.3 研究的创新点

第2章 实验部分

2.1 仪器和试剂

2.1.1 仪器

2.1.2 试剂

2.2 微电极阵列的制备

2.3 测量方法

2.3.1电化学方法

2.3.2 表面表征方法

第3章 微电极阵列的物理化学性质

3.1 表面形貌及成分表征

3.1.1 表面形貌

3.1.2 静滴接触角测量

3.1.3 显微镜表征

3.1.4 紫外可见表征

3.1.5 X射线光电子能谱(XPS)表征

3.1.6 原子力显微镜(AFM)表征

3.2 电化学性质表征

3.2.1 凹形

3.2.2 凸形

第4章 第三代活性氧生物传感器

4.1 蛋白质在不同形貌纳米金电极上的直接电子传递

4.1.2 肌红蛋白(Mb)在不同形貌纳米金电极上的电化学研究

4.1.3 血红蛋白(Hb)在不同形貌纳米金电极上的电化学研究

4.2 基于Mb直接电子传递的过氧化氢生物传感器的构建

4.3 基于Hb直接电子传递的过氧化氢生物传感器的构建

第5章 总结与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果