基于半导体纳米粒子的光致电化学生物传感器的研究

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光致电化学型半导体生物传感器一种利用半导体的光电特性来检测与光生电流或光生电压相关的生化反应中的离子浓度及生物过程相关参数的传感装置。半导体纳米粒子由于具有量子尺寸效应,表面界面效应和小尺寸效应而具有优异的光学性质,光电催化特性和光电转特性。将半导体纳米粒子应用在光致电化学生物传感器中,可以制备出高效的生物传感器。其主要内容如下:
　　 1、设计了一种免标记型的光致电化学传感器,用于检测Ramos细胞。该传感器具有较高的灵敏性和选择性。采用层层组装技术将带有正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和带有负电荷的被巯基乙酸包被CdSe纳米粒子组装到电极上,得到光敏性薄膜。再通过EDC和NHS将带有-COOH的CdSe纳米粒子和带有-NH2的Ramos细胞适体反应,将适体组装到光敏性的薄膜上。细胞与适体结合后,由于对电子传递的阻碍,导致光电流降低,实现检测细胞的目的。在最佳的实验条件下,Ramos细胞浓度为160-1600 cells/mL时的线性方程为△I=6.0663+0.2198C,该实验的检测限为84 cells/mL(3(s))。
　　 2、将新型二维碳材料石墨烯用于光致电化学传感器的研究中。通过层层组装技术将带有负电荷的通过非共价键合作用修饰的石墨烯与带有正电荷的被巯基乙胺包被CdSe纳米粒子修饰到电极上,得到光敏性薄膜。实验表明,该光敏性薄膜具有高效、快速的光电响应,可以增强传感器的灵敏度。同时将核酸适体共价键合于光敏性薄膜表面,得到免标记的光致电化学传感器,用于凝血酶的检测中。在最佳的实验条件下,凝血酶浓度在1×10-12M到1×10-11M范围内成线性关系,线性方程是△I(nA)=8.6215+19.4720Cthrombin(10-12M),检测限是4.5×10-13M(3(s))。此外,该传感器具有较好的选择性,可用于实际样品的分析中。

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作者
李述国;
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作者单位

青岛科技大学;

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授予单位青岛科技大学;
学科物理化学
授予学位硕士
导师姓名张晓茹;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类化合物半导体;
关键词
光致电化学; 半导体纳米粒子; 生物传感器; 量子尺寸效应; 石墨烯; Ramos细胞检测; 凝血酶;

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