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随着工业和农业的高速发展,环境污染越来越严重,一方面,有机污染物具有累积性,长期性和剧毒性的特点,严重伤害人类的健康;另一方面,有机污染物通常是毒性小分子,采用传统色谱、质谱检测方法前处理复杂、费用高、速度慢,不能满足人们的实际需要。纳米生物传感器的主要功能部件由具有大比表面积、量子效应的纳米结构构建,仅需要微量的抗体或抗原就能快速地完成有机污染物的检出,备受人们的广泛关注。本文在研究TiO2纳米线光电效应和免疫检测技术的基础上,采用Au、CdS纳米粒子对TiO2纳米线进行修饰,提高传感器的光电响应;最后设计一种基于TiO2纳米线的免疫生物传感器,实现对有机污染物八氯苯乙烯的定量检测。 本研究主要内容包括:⑴TiO2纳米材料的制备:以金属钛片为基底材料,采用水热方法制备一维TiO2纳米线,然后将金属和半导体粒子修饰在二氧化钛纳米线上,提高TiO2纳米线的光电效应。⑵对TiO2纳米线的形貌特征和光电性质进行了分析,研究表明,采用浸式沉积技术,连续离子层吸附与反应(SILAR)技术和电沉积技术成功在TiO2纳米线阵列表面分别修饰上Au纳米粒子,CdS量子点;基于电子显微镜等相关技术分析了CdS/Au/TiO2复合纳米线形貌特征。检测结果表明Au纳米粒子,CdS量子点的负载,显著提高二氧化钛电荷转移特性以及降低光生电子与空穴复合率,从而获得强度高、稳定而灵敏的光电流响应。⑶设计一种纳米免疫传感器。通过交联反应,将OCS抗体覆盖在CdS/Au/TiO2纳米线上,实现了八氯苯乙烯-光电的免标记免疫传感的制备。OCS检测的电化学实验表明:二氧化钛纳米免疫传感器性能稳定,选择性强,检出限为2.24pM,线性范围介于0.1pM与50μM之间。最后采用免疫传感器对湘江水样中有机污染物八氯苯乙烯进行定量测定。