本文關鍵詞：基于共價有機框架材料的電化學傳感器的構建

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【摘要】：共價有機框架材料(COF)是一種結(jié)構較為穩(wěn)定的新型晶形多孔材料,具有明確的孔徑分布、較大的比表面積、較強的導電性和特殊的官能團,易于對各類功能分子或蛋白質(zhì)等進行修飾和吸附。本文在合成共價有機框架材料(COF-LZU1)的基礎上,通過引入了Pd、Pt、Au,最終合成了復合材料M/COF-LZUl,并將其修飾在玻碳電極表面作為電化學生物傳感器的固定基質(zhì)。本文還合成了Au/C球、Pt/Ru/C、Au/Cu-MOF納米復合材料,分別將其用于標記CRP抗體,制備了一系列C-反應蛋白免疫傳感器。(1)采用溶劑熱合成法通過有機單體合成了一種亞胺鍵連接的共價有機框架材料(COF-LZU1),通過后還原的方法將貴金屬Pt引入到COF材料中,合成了Pt/COF-LZU1復合材料,該材料具有優(yōu)良的催化性能。并將其與Nafion混合制備了Pt/COF-LZU1/Nafion電化學傳感器用于檢測雙酚A。在最優(yōu)的實驗條件下,用示差脈沖伏安法(DPV)對雙酚A進行測定,在濃度范圍為0.25μg/mL~100μg/m L內(nèi),氧化峰電流與雙酚A濃度呈線性關系,檢測限為0.08μg/mL。該傳感器為雙酚A測定提供了一種新的簡便手段。(2)利用Pd(Ⅱ)與共價有機框架材料(COF-LZU1)的亞胺配位形成Pd/COF-LZU1多孔復合材料,并以此吸附CRP抗體(anti-CRP),構建了一種非標記型C-反應蛋白(CRP,c-reactive protein)免疫傳感器。當抗體與抗原發(fā)生免疫反應時,形成的免疫復合物會阻礙電化學探針[Fe(CN)6]4-/3-的電子傳遞,降低其響應電流,從而實現(xiàn)CRP的快速檢測。本文采用交流阻抗、差示脈沖伏安法考察了免疫傳感器的電化學特性。在最優(yōu)的實驗條件下,用示差脈沖伏安法(DPV)對CRP進行檢測,其線性范圍為5~180 ng/mL,檢測下限為1.66 ng/mL,線性相關系數(shù)為0.992。該傳感器為CRP測定提供了一種新的簡便手段,也開拓了共價有機框架材料在電化學傳感器方面的應用。(3)以水熱法合成碳微球,通過靜電作用吸附聚二烯基丙二甲基氯化銨(PDDA)和Au納米顆粒,從而合成了Au/C球納米復合材料,該材料對抗壞血酸的氧化具有良好的催化性。實驗以Pd/COF-LZU1復合材料作為固定基質(zhì),以Au/C球納米復合材料作為標記材料,制備了一種夾心型C-反應蛋白免疫傳感器。通過計時電流法(i-t)檢測抗壞血酸的氧化峰電流,所測得的氧化峰電流與CRP的濃度在0.25 ng/mL~150 ng/mL范圍內(nèi)具有良好的線性關系,線性相關系數(shù)R2=0.9982,檢測下限為0.08 ng/mL。該免疫傳感器穩(wěn)定性好、靈敏度高。(4)采用微波合成法合成Pt/Ru/C納米復合材料,該材料對H2O2的還原具有較強的催化作用。以Pt/Ru/C納米材料代替易失活的酶標記C-反應蛋白抗體,通過夾心法檢測C-反應蛋白。在最優(yōu)的實驗條件下,采用計時電流法檢測過氧化氫的還原電流,間接實現(xiàn)對CRP的檢測,其線性范圍為0.5 ng/mL-150 ng/mL,檢測限為0.17 ng/mL。(5)在常溫常壓下將Au納米顆粒負載到金屬有機骨架材料Cu(Ⅱ)-HKUST-1合成了Au/Cu(Ⅱ)-HKUST-1納米復合材料,并以其為標記材料標記CRP抗體,制備了C-反應蛋白免疫傳感器。銅離子可通過示差脈沖伏安法(DPV)直接檢測到,所測得的峰電流值與CRP的濃度在1ng/mL-400 ng/mL的范圍內(nèi)呈良好的線性關系,檢測下限0.33 ng/mL。
【關鍵詞】：共價有機框架材料 納米復合材料 免疫傳感器 C-反應蛋白
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 COF材料的研究背景13-17
• 1.1.1 共價有機框架材料（COF）的特點及分類13
• 1.1.2 共價有機共價有機框架材料的應用13-17
• 1.2 電化學傳感器17-19
• 1.2.1 直接電化學傳感器17-18
• 1.2.2 電化學生物傳感器18-19
• 1.3 納米復合材料在電化學傳感器中的應用19-22
• 1.3.1 納米復合材料19-20
• 1.3.2 納米復合材料的合成20
• 1.3.3 納米復合材料在電化學傳感器中的應用20-22
• 1.4 C-反應蛋白傳感器的研究進展22-23
• 1.5 本研究工作的構思23-24
• 第2章 基于Pt/COF-LZU1的電化學傳感器檢測雙酚A24-37
• 2.1 前言24-25
• 2.2 實驗部分25-27
• 2.2.1 試劑和儀器25-26
• 2.2.2 材料的制備26
• 2.2.3 修飾電極的制備26-27
• 2.2.4 檢測方法27
• 2.3 結(jié)果與討論27-36
• 2.3.1 材料的表征27-30
• 2.3.2 BPA的循環(huán)伏安行為30-31
• 2.3.3 氧化峰電流與掃描速度的關系31-32
• 2.3.4 實驗條件的選擇32-34
• 2.3.5 傳感器對雙酚A的響應特性34-35
• 2.3.6 傳感器選擇性35-36
• 2.4 結(jié)論36-37
• 第3章 基于Pd/COF-LZU1的非標記型C-反應蛋白免疫傳感器的研制37-52
• 3.1 前言37-38
• 3.2 實驗部分38-41
• 3.2.1 試劑與儀器38-39
• 3.2.2 材料的制備39-40
• 3.2.3 免疫傳感器的制備40-41
• 3.2.4 實驗方法41
• 3.3 結(jié)果與討論41-50
• 3.3.1 材料的表征41-43
• 3.3.2 Pd/COF-LZU1復合材料的電化學特性43-44
• 3.3.3 不同修飾電極界面的交流阻抗行為44-45
• 3.3.4 免疫傳感器的分析性能45-46
• 3.3.5 氧化還原峰電流與掃描速度的關系46-47
• 3.3.6 溶液p H、抗原培育時間、抗體固定濃度對免疫傳感器響應的影響47-48
• 3.3.7 CRP免疫傳感器的響應性能48-49
• 3.3.8 傳感器的重現(xiàn)性和選擇性49-50
• 3.3.9 回收率50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 第4章 基于Au/C球納米復合材料標記的C-反應蛋白免疫傳感器的研制52-64
• 4.1 前言52-53
• 4.2 實驗部分53-55
• 4.2.1 試劑與儀器53
• 4.2.2 材料的制備53-54
• 4.2.3 免疫傳感器的制備54
• 4.2.4 檢測方法54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-63
• 4.3.1 Au/C球納米復合材料的表征55-56
• 4.3.2 C球和Au/C球催化效應比較56
• 4.3.3 不同修飾電極界面的交流阻抗行為56-57
• 4.3.4 實驗條件的優(yōu)化57-59
• 4.3.5 免疫傳感器的響應特性59-60
• 4.3.6 免疫傳感器的選擇性60-61
• 4.3.7 回收率的測定61-62
• 4.3.8 免疫傳感器的穩(wěn)定性62-63
• 4.4 小結(jié)63-64
• 第5章 基于PtRu/C納米復合材料標記的C-反應蛋白免疫傳感器的制備64-75
• 5.1 前言64
• 5.2 實驗部分64-66
• 5.2.1 試劑和儀器64-65
• 5.2.2 材料的制備65
• 5.2.3 免疫傳感器的制備65-66
• 5.2.4 實驗方法66
• 5.3 結(jié)果與討論66-74
• 5.3.1 COF-LZUl 和 Au/COF-LZUl 的微觀形貌66-67
• 5.3.2 PtRu/C納米材料的微觀形貌67-68
• 5.3.3 PtRu/C納米復合材料的能譜分析68
• 5.3.4 Pt/C、Ru/C和PtRu/C的催化性能比較68-69
• 5.3.5 不同修飾電極界面的交流阻抗行為69-70
• 5.3.6 實驗條件的優(yōu)化70-72
• 5.3.7 傳感器的校正曲線72-73
• 5.3.8 免疫傳感器的選擇性73-74
• 5.3.9 回收率的測定74
• 5.4 小結(jié)74-75
• 第6章 基于Au/Cu(Ⅱ)-HKUST-1 復合材料標記的C-反應蛋白傳感器的研制75-88
• 6.1 前言75-76
• 6.2 實驗部分76-78
• 6.2.1 儀器和藥品76
• 6.2.2 金納米溶膠的合成76
• 6.2.3 Au/ Cu(Ⅱ)- HKUST-1 的合成76-77
• 6.2.4 Au/Cu(Ⅱ)- HKUST-1 納米復合材標記CRP抗體77
• 6.2.5 CRP傳感器的制備77-78
• 6.2.6 檢測方法78
• 6.3 結(jié)果與討論78-87
• 6.3.1 材料的表征78-79
• 6.3.2 氧化還原峰電流與掃描速度的關系79-80
• 6.3.3 不同修飾電極界面的交流阻抗行為80-81
• 6.3.4 實驗條件優(yōu)化81-84
• 6.3.5 傳感器的校正曲線84-85
• 6.3.6 免疫傳感器的選擇性85-86
• 6.3.7 回收率的測定86-87
• 6.4 小結(jié)87-88
• 總結(jié)88-90
• 參考文獻90-100
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和研究成果100-101
• 致謝101

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊桂春,陳祖興,胡春玲;聚合物支載合成雜環(huán)化合物的研究進展[J];有機化學;2002年12期

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本文編號：1087917