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纳米材料修饰电极及其应用于生物分子检测的电化学研究

著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾经预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看见材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。我们对纳米世界最感兴趣之处是制造和生物器官有类似尺寸和复杂程度的传感器、传动装置和相应的工具,因此纳米材料在传感器材料方面的应用有很好的发展趋势。纳米微粒和纳米固体用于传感器材料,由于其巨大的表面和界面,具有相当大的表面活性,与周围的介质之间有很强的相互作用力,对外界环境如温度、湿度、光等十分敏感,外界环境的变化会迅速引起它们的表面和界面等离子价态和电子输运的变化。因此纳米材料传感器响应速度快、灵敏度高,纳米材料是应用于传感器最有前途的材料之一。生物体内活性物质的分析和检测,对获取生命过程中的化学与生物信息、了解生物分子及结构与功能的关系、阐释生命活动的机理以及疾病的诊断都具有重要的意义。随着生命科学研究的不断发展  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
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模板合成法制备纳米阵列修饰电极及其应用于生物分子检测的研究

纳米材料是近几十年来科学上的一项重大发现,被誉为21世纪的新材料。纳米材料是指颗粒尺寸在纳米量级(1~100nm)的超细材料,处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。正如美国著名物理学家、诺贝尔奖获得者Feynman所言:“如果我们得以在细微尺度上控制物质的话,毫无疑问,这将使材料所具有的物性范围大为扩充。”纳米材料所表现出来的在化学、机械、电子、磁学及光学等方面的特异性能,正引起了众多学科领域的专家和学者重视,纳米材料已成为现代材料科学的重要组成部分,纳米材料的发展和应用对提高人类改造自然的能力将具有十分重要的意义。近年来,随着自组装纳米技术的发展,一种新的纳米材料合成方法——模板法越来越引起科学家们的重视。该方法的特点是先选择符合一定条件的模板,再利用物理或化学方法向其中填充各种金属、非金属或半导体材料,从而得到具有一定排列并具有所需特定尺寸和功能的纳米材料。九十年代以来,Science和Nature上已发表了许多与此相关的论文...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
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基于纳米材料的生物传感器的研究

纳米材料有“21世纪最有前途的材料”的美誉。当物质的结构单元小到纳米量级时,会产生特异的表面效应、宏观量子隧道效应和量子尺寸效应,其电学、磁学、光学和化学性质也相应的发生显著的变化,呈现出常规材料不具备的优越性能。电化学过程与电极材料的表面积有关,而当物理量小到纳米级时,表面积有数量级的变化,会带来材料性能上的变化,化学性能出现新的趋向。所以如果将纳米材料修饰在电极的表面,基于其尺寸效应等特性,电极呈现表面电催化作用,降低底物过电位,使可能的干扰及背景降至最小,可以用于许多微量的生物活体样品的分析。生物传感器是在生物,化学,物理,医学,电子技术等多种学科相互渗透的基础上成长起来的,具有选择性高,分析速度快,操作简单和仪器价格低廉等特点,而且可以在线甚至活体分析,因此引起了世界各国的极大关注。我们对纳米世界最感兴趣之处是制造与生物器官有类似尺寸和复杂程度的传感器,因此纳米材料的介入为传感器的发展提供了无穷的想象空间,可以广泛地应用...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
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新型电化学免疫传感器的制备及其在食品安全检测中的应用研究

电化学免疫传感器将免疫分析和电化学传感器技术结合,具有体积小、选择性和灵敏度高、响应时间短、所需样品少等特点。电化学免疫传感器在医药工业、环境监测和食品安全检测等诸多领域有着广阔的应用前景。而纳米技术特别是各种具有特殊性质的纳米材料应用于电化学免疫传感器领域后,不仅提高了传感器的检测性能,而且使传感器的各方面性质以及其对生物大分子或者小分子的检测灵敏度显著提高,检测时间也得以缩短,并且可以实现高通量的实时分析检测。随着中国经济的增长和国民收入的增加和消费观念、健康观念的变化,食品安全问题也逐渐成为公众关注的焦点。近年来,重大的食品安全事件时有发生,严重危害了广大消费者身体健康。因此,开发快速、灵敏、可靠的食品安全检测方法是当前众多科研工作者的重中之重的工作。本论文的工作主要集中在将纳米技术与电化学免疫分析技术相结合,开发了基于纳米材料的新型电化学免疫传感器,将其应用于食品中有代表性的有毒有害物苏丹红、瘦肉精和氯霉素的检测,并初步...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
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纳米材料修饰电极及其在蛋白质电分析化学中的应用研究

21世纪纳米技术引起了世界各国政府和科学界的高度关注,掀起了新一轮的技术浪潮,它已经成为人们关注的焦点、研究的重要领域,毫无疑问,“纳米科技革命”已经来临。当物质单位小到纳米量级时,会产生特殊的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,其电学、磁学、光学和化学性质也相应的发生显著的变化,呈现出常规材料不具备的优越性能。因此,纳米微粒在催化、电子材料、微器件、增强材料及传感器材料等方面有着广阔的应用前景。电化学过程与电极材料的表面性质有关,如果将纳米材料修饰在电极的表面,基于其尺寸效应和介电限域效应等特性,能够增大电流响应,降低检测限,大大提高检测的灵敏度,可以用于许多微量的生物活体样品的分析。人类基因组序列分析提前完成后,蛋白质组学(proteome)研究引起了生命科学工作者的极大关注。近年来,在生物电化学领域中,对蛋白质的电化学性质研究引起了广泛的兴趣和重视。氧化还原蛋白质的直接电化学研究,对于理解和认识它们在生命体...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

南开大学
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功能化生物传感界面的构建及其在生物分析中的应用

细胞毒性检测、抗原抗体免疫应答、酶催化、糖与生物大分子的识别等是当今生物分析领域中的研究热点。生物传感器以其灵敏度高、选择性好、易于微型化等优点为生物分析领域的研究提供了有力的工具。而研制生物传感器的关键技术是构建优良的传感界面,即如何将生物材料稳定、高活性地固定到电极表面。因此本论文针对不同传感界面的特点,采用不同的固定化技术和固定化材料分别构建了细胞、抗体、酶、糖等传感器界面,系统地研究了如何制备各种生物传感界面,并对所构建的一系列生物传感器在生物分析中的应用进行了逐一的探索。针对活细胞所具有的电化学特性,创建了多通道电位型细胞传感器用于实时高通量监测v79细胞被毒性物质-对苯二酚(HQ)刺激后所产生的电位变化。分别设计了裸金电极、聚吡咯(PPy)-HQ和PPy-聚苯乙烯磺酸钠(PS)传感界面用于细胞的生长及相关毒性检测,并对PPy基底可控释放对苯二酚进行了评测。研究结果证实对苯二酚可影响细胞的增殖,延缓细胞的生长和贴壁,并...  (本文共161页) 本文目录 | 阅读全文>>