基于磁性纳米复合物与纳米通道的传感技术与装置

摘要

农产品安全迫切需要快速和灵敏的检测技术与装置。当前纳米技术的飞速发展为检测技术的开发提供了强劲动力。基于新型纳米材料的传感技术与装置已成为最富前景的工具之一。然而，如何开发多功能集成的纳米复合材料/器件以提升检测性能是当前研究的难点和挑战。本文综述了磁性纳米复合物和纳米通道的研究进展及检测应用，提出了制备磁核@多功能壳纳米复合物的技术和基于纳米通道的新型电化学电极系统，以及相关传感应用。 首先，开发了自牺牲-催化法，一步合成多功能磁性纳米复合物MNP（磁性纳米粒子）@Au-PB（普鲁士蓝）。该方法突破了常规制备中需要多步合成壳层而导致技术复杂的不足。复合物集成了PB的催化性能和Au的固定性能。光学检测H2O2的下限为1.27μM;应用于葡萄酒中葡萄糖的检测结果与标准法一致。复合物可高效固定胆碱氧化酶，适用于检测氯化胆碱。 其次，将电极与固态纳米通道集成，创制了一种新型电化学电极系统。该系统突破了常规需要外加电极而导致无法真正实现纳米限域空间的不足，具有与商业化电极相媲美的电化学性能。特别地，该系统可进行独特的电解质溶液切换式检测，使电解质溶液限制于纳米通道内，可望实现单分子检测，进而应用于农产品中不得检出类的有害物检测。

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致谢

摘要

1绪论

1．1引言

1．2基于核壳结构磁性纳米复合物的传感应用

1．2．1基于核壳结构磁性纳米复合物的电化学传感应用

1．2．2基于核壳结构磁性纳米复合物的光学传感应用

1．3基于固态纳米通道的电化学传感应用

1．3．1常规电极系统

1．3．2进阶电极系统

1．4小结

2类酶活性的磁核@双功能壳纳米复合物用于光学传感

2．1引言

2．2实验部分

2．2．1试剂与材料

2．2．2仪器与设备

2．2．4光学检测H2O2

2．2．5光学检测葡萄糖及实际样品检测

2．2．6固定ChOx

2．3结果与讨论

2．3．1 MNP@Au-PB的表征

2．3．2光学检测H2O2

2．3．3重复性和选择性测试

2．3．4实际样品检测

2．3．5固定ChOx

2．4小结

3基于固态纳米通道的集成电化学电极装置

3．1引言

3．2实验部分

3．2．1试剂与材料

3．2．2仪器与设备

3．2．3 AAO-Pt和Au-AAO-Pt的制备

3．2．5电化学性能检测

3．3结果与讨论

3．3．1 AAO-Pt和Au-AAO-Pt的表征

3．3．2 AAO-Pt系统的电化学性能测试

3．3．3 Au-AAO-Pt系统的电化学性能测试

3．3．4稳定性和重复性测试

3．4小结

4基于固态纳米通道传感装置的纳米限域化技术

4．1引言

4．2实验部分

4．2．1试剂与材料

4．2．2仪器与设备

4．3．1限域前后的电化学测试

4．3．2电极系统在有机试剂中的稳定性

4．3．3理论计算

4．4小结

5总结与展望

5．1总结

5．2展望

参考文献

作者简历