文档介绍：理学硕士学位论文
基于硫化物半导体纳米材料的新型电
化学生物传感器
王立衡
闽南师范大学
二○一三年六月
学校代码:10402 学号:2010062012
分类号: 密级:
理学硕士学位论文
基于硫化物半导体纳米材料的新型电
化学生物传感器
学位申请人: 王立衡
指导教师: 汪庆祥副教授
学位类别: 理学硕士
学科专业: 分析化学
授予单位: 闽南师范大学
答辩日期: 2013 年 6 月
CODE:10402 NO.:2010062012
.: Classified Index:
A Dissertation for the Degree of M.
Science
New electrochemical biosensors based
on nanostructured sulfide
semiconductors
Candidate :Wang Li-heng
Supervisor :A. Prof. Wang Qing-xiang
Specialty :Analytical Chemistry
Academic Degree Applied for :Master of Science
University :Minnan Normal University
Date of Oral Examination :June,2013
闽南师范大学
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作者签名: 日期: 年月日
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
摘要
电化学生物传感器兼顾了化学、生物学、物理学的特点,具有操作简单、检测灵敏
度高,可实时监测等优点,在食品安全、环境检测、转基因测定、法医鉴定、医药工业
等领域起着重要的作用,日益成为研究的热点。纳米材料具有纳米尺寸效应、宏观量子
隧道效应、表面界面效应、介电限域效应等特殊结构性能,为电化学生物传感器的构建
提供了新的思路。基于纳米界面构建的电化学生物传感器是传感器构建一个重大突破,
不仅使传感器的检测性能得到了提高,而且明显缩短了检测时间。本论文主要研究了几
种基于纳米界面构建的电化学生物传感器,并实现了对实际样品的检测。具体研究内容
如下:
(1) 通过溶剂热法合成了 CdS 纳米空心球,并采用扫描电子显微镜、透射电子显微
镜及 X 射线衍射仪对其形貌和组成进行了表征。将 CdS 纳米空心球与聚乙烯醇(PVA)
溶液混合得到均匀的 CdS-PVA 复合材料分散液,滴涂于玻碳电极表面,晾干,得到稳
定的 CdS-PVA 修饰电极(CdS-PVA/GCE)。电化学阻抗实验表征表明,由于 CdS 的半
导体性能及纳米尺寸效应,修饰电极的电化学性能较 PVA/GCE 得到了显著的提高。以
对苯二甲酸为手臂连接剂,将大肠杆菌 DNA 特征序列共价固定于修饰电极表面构建了
一种新型的阻抗型 DNA 传感器。该 DNA 传感器能够在 ×10−12 mol/L ~ ×10−7 mol/L
范围内实现对大肠杆菌目标序列的定量检测,检测限为 ×10−13 mol/L。此外,选择性
实验表明该传感器对互补序列、单碱基错配序列、三碱基错配序列和完全错配序列具有
良好的识别能力。
(2) 采用经典的溶剂热法合成了纳米硫化钴(CoS),同样采用扫描电子显微镜、
透射电子显微镜对其形貌进行了表征。通过物理吸附法将其修饰于玻碳电极(