以二肽复合材料自组装为基础的电化学生物传感器研究

摘要

二苯丙氨酸二肽(FF)是肽基组装基元中最简单的，其自组装过程简单，容易修饰和改性，可以形成不同的自组装结构，形成的自组装结构材料具有良好的生物相容性和热化学稳定性，在生物技术领域有良好的应用潜力，但在生物器件的应用中还存在着一些问题，如难以得到大量的FF的自组装材料，难以控制形成大规模有序的结构，特别是当FF自组装材料修饰在电极表面时容易脱落，稳定性不好，因此我们通过在FF自组装过程中加入石墨烯(G)，壳聚糖(CS)，多壁碳纳米管(MWCNTs)形成复合材料来改善FF自组装材料存在的问题，并对其电化学生物传感性能进行研究，具体工作包括以下三个方面:
　　 1.通过G诱导FF的自组装得到了水平方向上有序的结构，该结构为大范围织状的二肽纳米线和石墨烯(PNWs-G)的复合物，制备方法简单、温和，并对其形成机理进行了初步地探索。将PNWs-G修饰到玻碳电极表面研究了其电化学性能，用于对NADH的检测。
　　 2.通过在FF的自组装过程中加入CS，得到了二肽纳米管-壳聚糖(PNTs-CS)的复合材料。该复合材料为网状结构，制备方法简单。我们将该复合材料修饰在玻碳电极表面用于电化学细胞传感器的研究，以K562细胞为例对癌细胞进行了检测，检测限为630 cells·mL-1，实现了对K562细胞的快速、灵敏的检测。
　　 3.在FF的自组装过程中加入不同浓度的MWCNTs，通过MWCNTs与FF之间的相互作用得到了大量二肽自组装纳米线-多壁碳纳米管(PNWs-MWCNTs)复合材料，呈现一定的规律，并对其形成机理进行了初步的探索。

目录

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摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 电化学生物传感器(Biosensors)简介

1．1．1 电化学生物传感器(Biosensors)简介

1．1．2 纳米材料在电化学生物传感器中的应用进展

1．2 二苯丙氨酸二肽(FF)概述

1．2．1 二苯丙氨酸二肽自组装及其纳米结构

1．2．2 对二苯丙氨酸二肽自组装纳米结构的调控

1．3 二苯丙氨酸二肽自组装纳米材料为基础的电化学生物传感器的研究进展

1．4 论文的选题意义和主要研究内容

1．4．1 论文的选题意义

1．4．2 主要研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

2．3 表征方法

2．3．1 场发射扫描电镜(SEM)分析

2．3．2 透射电子显微镜(TEM)分析

2．3．3 傅里叶红外光谱(FTIR)分析

2．3．4 紫外-可见光谱(UV-Vis)分析

2．3．5 X射线衍射(XRD)分析

2．3．6 拉曼(Raman)表征

2．3．7 接触角测量

2．3．8 电化学测试

第三章 二肽自组装纳米线／石墨烯复合材料的制备及其电化学生物传感性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 石墨烯的制备

3．2．2 PNWs-G复合结构的制备

3．2．3 修饰电极的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 PNWs-G复合结构的形貌表征

3．3．2 PNWs-G复合结构的结构表征

3．3．3 基底对PNWs-G复合结构形成的影响

3．3．4 自组装条件对PNWs-G复合结构的影响

3．3．5 PNWs-G复合结构形成机理的研究

3．3．6 PNWs-G复合结构的电化学性能

3．3．7 PNWs-G复合结构修饰电极对NADH的检测

3．4 小结

第四章 二肽自组装纳米管／壳聚糖复合材料的制备及其细胞传感器的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 CS溶液的配制

4．2．2 修饰电极的制备

4．2．3 K562细胞的培养和固定

4．3 结果与讨论

4．3．1 PNTs-CS复合材料的形貌表征

4．3．2 PNTs-CS复合材料的接触角表征

4．3．3 PNTs-CS复合材料的结构表征

4．3．4 PNTs-CS复合材料的电化学性能表征

4．3．5 PNTs-CS复合材料的循环伏安表征

4．3．6 PNTs-CS复合材料对K562细胞的检测

4．4 小结

第五章 二肽自组装纳米线／碳纳米管复合材料的制备及其表征

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 MWCNTs的功能化

5．2．2 PNWs-MWCNTs复合材料的制备

5．3 结果与讨论

5．3．1 PNWs-MWCNTs复合材料的形貌表征

5．3．2 PNWs-MWCNTs复合材料结构表征

5．4 小结

第六章 结论与创新点

6．1 结论

6．2 创新点

参考文献

致谢

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