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本论文通过对一维纳米材料硅纳米线的化学处理,将金属纳米颗粒原位还原到硅纳米线表面,制备了纳米金属颗粒修饰的硅纳米线。此复合材料展现了优越的传电子能力,强的抑菌性和强的拉曼增强效应。结合电化学传感技术和拉曼检测技术,制备了一系列的基于硅纳米线的生物传感器,本论文的主要研究内容有:
1.结合纳米金良好的传导电子的能力和硅纳米线良好的生物相容性,制备了纳米金修饰的硅纳米线复合材料,并将此复合材料应用于乙酰胆碱酯酶生物传感器的制备。此复合材料能保持乙酰胆碱酯酶的生物催化活性。利用有机磷农药抑制乙酰胆碱酯酶的生物活性的特性,通过电化学信号的变化来检测有机磷农药敌敌畏的含量,其检测限可达到8 ng/mL。
2.在前期工作的基础上,在硅纳米线@纳米金复合材料上吸附固定葡萄糖氧化酶。研究了葡萄糖氧化酶的直接电化学,并应用于溶液中葡萄糖浓度的检测。实验结果表明,该传感器对葡萄糖有很好的催化作用,对葡萄糖浓度为1-16 mM,完全满足血糖检测(4-6mM)的要求。
3.制备了一种基于硅纳米材料的IL-8的电化学传感器。经典的酶联免疫检测方法利用抗原-抗体反应的特异性并结合酶联信号放大进行检测。我们通过将捕获探针抗体组装到硅线修饰的玻碳电极上,经抗原反应后再加入信号探针抗体及酶标二抗,通过检测HRP催化底物所产生的氧化还原电流变化来检测IL-8。
4.纳米银具有良好的抑菌性,将纳米银修饰到硅纳米线表面,形成硅纳米线@纳米银复合材料。此复合材料比单纯的纳米银更稳定,而且对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都有明显的抑菌效果,抑菌效果比纳米银更持久。
5.纳米银具有拉曼增强效果,它能显著提高对目标物的检测灵敏度。将DNA经典的夹心法和硅纳米线@纳米银复合材料结合起来,制备了DNA的表面增强光谱传感器,用于DNA的检测。通过改变拉曼仪器的参数,此传感器可以检测到fM级的靶DNA。