石墨烯生物传感器的构建及性能研究
发布时间：2022-10-19 09:52
石墨烯是由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新型碳材料。自2004年被发现以来,基于石墨烯及其衍生物的应用研究获得了大量的关注。石墨烯作为支撑材料可有效提高生物传感器的性能。本论文系统研究了以石墨烯及其衍生物作为敏感元件的生物传感器的构建及性能,分别构建了石墨烯电化学生物传感器和光学传感器,包括酶电极型葡萄糖传感器、无酶电极型葡萄糖传感器、功能化HEMT型DNA传感器以及无金属SERS葡萄糖传感器。测试并优化了以上传感器的性能,并阐述了石墨烯的结构对构建生物传感器性能的影响,深入分析了石墨烯生物传感器的探测机理。 利用还原氧化石墨烯（rGO）构建了酶电极型葡萄糖传感器,研究了不同结构的rGO酶电极传感器的性能及探测机理。发现在较低含氧量下,rGO可促进酶电极表面的直接电子转移,为第三代葡萄糖传感器；在较高含氧量下,rGO酶电极对葡萄糖的催化过程是耗氧的过程,为第一代葡萄糖传感器。rGO表面官能团越多,酶电极的亲和性与灵敏度越高。 构建了两种无酶型葡萄糖传感器。第一种通过原位合成的Ni/NiO-rGO修饰丝网印刷电极,构建了Ni/NiO-Nafion-rGO/SPE无酶...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
2.1 生物传感器
2.1.1 生物传感器系统
2.1.2 生物传感器的分类及特点
2.1.3 纳米技术在生物传感器领域的应用
2.2 石墨烯简介
2.2.1 石墨烯的结构与性能
2.2.2 石墨烯的制备与表征
2.2.3 石墨烯的应用前景
2.3 墨烯生物传感器的研究现状
2.3.1 石墨烯电化学生物传感器
2.3.2 石墨烯光学生物传感器
2.3.3 石墨烯生物传感器领域的研究展望
2.4 研究目的与内容
3 rGO酶电极葡萄糖传感器的构建及性能研究
3.1 rGO酶电极葡萄糖传感器的构建
3.1.1 试剂与仪器
3.1.2 酶电极葡萄糖传感器的构建
3.2 rGO结构对酶电极传感器性能的影响研究
3.2.1 rGO的形貌与结构
3.2.2 rGO酶电极的电化学性能
3.2.3 rGO酶电极葡萄糖传感器的性能
3.2.4 酶促反应的机理及动力学
3.3 小结
4 石墨烯无酶葡萄糖传感器的构建及性能研究
4.1 Ni/NiO-rGO无酶葡萄糖传感器的构建与性能研究
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 Ni/NiO-rGO的原位合成与无酶传感器的构建
4.1.3 Ni/NiO-rGO的形貌与结构
4.1.4 Ni/NiO-rGO无酶电极的电化学性能
4.1.5 Ni/NiO-rGO无酶葡萄糖传感器的性能
4.2 CuNiO-GS无酶传感器的构建与性能研究
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 CuNiO-GS的合成与无酶传感器的构建
4.2.3 CuNiO-GS的形貌与结构
4.2.4 CuNiO-GS无酶电极的电化学性能
4.2.5 CuNiO-GS无酶葡萄糖传感器的性能
4.3 小结
5 rGO修饰HEMT无标记DNA传感器的构建及性能研究
5.1 无标记DNA传感器的构建
5.1.1 试剂与仪器
5.1.2 HEMT的构建
5.1.3 rGO与无标记DNA的杂化
5.1.4 无标记DNA传感器的构建
5.2 无标记DNA传感器的性能
5.2.1 rGO的结构表征
5.2.2 rGO-DNA功能化HEMT的性能
5.2.3 rGO修饰HEMT无标记DNA传感器的工作机理讨论
5.2.4 rGO修饰HEMT对无标记DNA杂化的响应性能
5.3 小结
6 GO无金属SERS葡萄糖传感器的构建及性能研究
6.1 GO-SiO_2/Si无金属SERS衬底的构建及测试方法
6.1.1 试剂与仪器
6.1.2 无金属SERS衬底的构建
6.1.3 无金属SERS测试方法
6.2 GO-SiO_2/Si无金属SERS葡萄糖传感器性能研究
6.2.1 GO形貌与结构
6.2.2 GO对葡萄糖分子的拉曼增强
6.2.3 GO增强葡萄糖分子拉曼信号的机理
6.2.4 无金属SERS葡萄糖传感器性能
6.3 小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3693144
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
2.1 生物传感器
2.1.1 生物传感器系统
2.1.2 生物传感器的分类及特点
2.1.3 纳米技术在生物传感器领域的应用
2.2 石墨烯简介
2.2.1 石墨烯的结构与性能
2.2.2 石墨烯的制备与表征
2.2.3 石墨烯的应用前景
2.3 墨烯生物传感器的研究现状
2.3.1 石墨烯电化学生物传感器
2.3.2 石墨烯光学生物传感器
2.3.3 石墨烯生物传感器领域的研究展望
2.4 研究目的与内容
3 rGO酶电极葡萄糖传感器的构建及性能研究
3.1 rGO酶电极葡萄糖传感器的构建
3.1.1 试剂与仪器
3.1.2 酶电极葡萄糖传感器的构建
3.2 rGO结构对酶电极传感器性能的影响研究
3.2.1 rGO的形貌与结构
3.2.2 rGO酶电极的电化学性能
3.2.3 rGO酶电极葡萄糖传感器的性能
3.2.4 酶促反应的机理及动力学
3.3 小结
4 石墨烯无酶葡萄糖传感器的构建及性能研究
4.1 Ni/NiO-rGO无酶葡萄糖传感器的构建与性能研究
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 Ni/NiO-rGO的原位合成与无酶传感器的构建
4.1.3 Ni/NiO-rGO的形貌与结构
4.1.4 Ni/NiO-rGO无酶电极的电化学性能
4.1.5 Ni/NiO-rGO无酶葡萄糖传感器的性能
4.2 CuNiO-GS无酶传感器的构建与性能研究
4.2.1 试剂与仪器
4.2.2 CuNiO-GS的合成与无酶传感器的构建
4.2.3 CuNiO-GS的形貌与结构
4.2.4 CuNiO-GS无酶电极的电化学性能
4.2.5 CuNiO-GS无酶葡萄糖传感器的性能
4.3 小结
5 rGO修饰HEMT无标记DNA传感器的构建及性能研究
5.1 无标记DNA传感器的构建
5.1.1 试剂与仪器
5.1.2 HEMT的构建
5.1.3 rGO与无标记DNA的杂化
5.1.4 无标记DNA传感器的构建
5.2 无标记DNA传感器的性能
5.2.1 rGO的结构表征
5.2.2 rGO-DNA功能化HEMT的性能
5.2.3 rGO修饰HEMT无标记DNA传感器的工作机理讨论
5.2.4 rGO修饰HEMT对无标记DNA杂化的响应性能
5.3 小结
6 GO无金属SERS葡萄糖传感器的构建及性能研究
6.1 GO-SiO_2/Si无金属SERS衬底的构建及测试方法
6.1.1 试剂与仪器
6.1.2 无金属SERS衬底的构建
6.1.3 无金属SERS测试方法
6.2 GO-SiO_2/Si无金属SERS葡萄糖传感器性能研究
6.2.1 GO形貌与结构
6.2.2 GO对葡萄糖分子的拉曼增强
6.2.3 GO增强葡萄糖分子拉曼信号的机理
6.2.4 无金属SERS葡萄糖传感器性能
6.3 小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3693144
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3693144.html