基于無機納米片構(gòu)筑第三代電化學生物傳感器的研究的中期報告

基于無機納米片構(gòu)筑第三代電化學生物傳感器的研究的中期報告摘要：本文介紹了一種基于無機納米片構(gòu)筑第三代電化學生物傳感器的研究。通過將納米材料和生物材料結(jié)合，可以構(gòu)造出高靈敏度、高特異性、快速響應(yīng)的傳感器。本研究采用二氧化硅和氧化鋅納米片作為電極材料，利用一種簡單的方法將生物材料修飾在電極表面。利用這種方法制備的傳感器在檢測目標物質(zhì)時具有較高的靈敏度和特異性。實驗結(jié)果表明，這種傳感器可以用于腫瘤標志物的檢測。關(guān)鍵詞：無機納米片、電化學生物傳感器、二氧化硅、氧化鋅、腫瘤標志物1.研究背景和意義生物傳感器是近年來發(fā)展迅速的一種新型生物技術(shù)。它利用生物反應(yīng)的特異性、靈敏性和可逆性，將生物樣品與傳感器相接觸，測量樣品中特定的生物指標或環(huán)境參數(shù)。其優(yōu)點在于操作簡單、響應(yīng)迅速、檢測精確、可重復(fù)性好、靈敏度高等。傳統(tǒng)的生物傳感器通?；谏锊牧闲揎椀碾姌O表面，但該傳感器不僅需要良好的電導(dǎo)率，而且還需要大量的生物材料修飾，這導(dǎo)致了傳感器的靈敏度和特異性下降。由于無機納米片具有優(yōu)良的電化學性能、高比表面積和生物相容性，因此將其用于電化學生物傳感器的構(gòu)建是一種很有前途的研究方向。2.研究目的和內(nèi)容本研究旨在利用無機納米片構(gòu)筑第三代電化學生物傳感器，并探究其在腫瘤標志物檢測中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括：（1）制備二氧化硅和氧化鋅納米片電極；（2）對電極表面進行生物材料修飾；（3）研究傳感器的電化學響應(yīng)性能；（4）測試傳感器在腫瘤標志物檢測中的應(yīng)用效果。3.研究方法3.1材料和儀器實驗所使用的材料包括：氧化鋅納米片（ZnO，99.99％，AlfaAesar），二氧化硅納米片（SiO2，98％，Sigma-Aldrich），4-丁基氨基苯酚（BAP，98％，Sigma-Aldrich），去離子水，硝酸銀溶液等。實驗所使用的儀器包括：掃描電子顯微鏡（SEM，JSM-6700F，JEOL），原子力顯微鏡（AFM，NanoscopeVI，Veeco），X射線粉末衍射儀（XRD，UltimaIV，Rigaku），循環(huán)伏安儀（CV，CHI660E，ShanghaiCHInstrumentCo.），紫外可見分光光度計（UV-vis，Cary50，Varian）。3.2電極制備將二氧化硅和氧化鋅納米片沉積在玻璃基底上，將其作為電極的工作電極和反應(yīng)電極。依次用0.1M硝酸銀溶液和去離子水清洗電極表面，然后在吸水紙上自然晾干。3.3生物材料修飾將BAP和去離子水混合（質(zhì)量比為1：1），制備BAP修飾溶液。將電極浸泡在BAP修飾溶液中，在紫外燈下靜置30分鐘，然后在去離子水中洗滌電極表面，以去除未吸附的BAP。3.4實驗條件采用循環(huán)伏安法對傳感器進行電化學測試。測試條件設(shè)定為：掃描速度為50mV/s,掃描電位范圍為-1.2~1.2V。4.中期實驗結(jié)果和分析利用SEM和AFM觀察了制備的氧化鋅和二氧化硅納米片電極的形貌和尺寸分布，結(jié)果顯示它們具有較小的顆粒尺寸和較大的比表面積。利用XRD技術(shù)證實了所得材料的純度和結(jié)構(gòu)特征。經(jīng)過電化學測試，實驗結(jié)果表明，BAP修飾的電極具有良好的電化學催化活性和電化學穩(wěn)定性，并且對靶分子具有較高的靈敏度和特異性。5.討論和展望本研究利用無機納米片構(gòu)筑了高靈敏度的電化學生物傳感器。相比于常規(guī)的生物傳感器，該傳感器具有較高的靈敏度和特異性，同時還具有快速的響應(yīng)速度和電化學穩(wěn)定性。此外，該傳感器的制備過程簡便，成本較