21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能的推進(jìn)下,以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)的醫(yī)療健康領(lǐng)域正在經(jīng)歷前所未有的變革。糖尿病是一種全球范圍內(nèi)的慢性疾病,對(duì)血糖濃度的及早檢測(cè)、跟蹤和干預(yù)關(guān)乎糖尿病患者的生活質(zhì)量和生命健康。葡萄糖生物傳感器,俗稱(chēng)血糖儀,是糖尿病患者日常血糖管理的重要工具。葡萄糖生物傳感器能靈敏、準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)血糖濃度,從診斷和治療的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)糖尿病的干預(yù)并實(shí)施個(gè)性化的跟蹤與監(jiān)測(cè)。本文針對(duì)高靈敏、快響應(yīng)、高穩(wěn)定、寬線性范圍的探測(cè)需求,以解決生物探測(cè)的共性問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),圍繞新型納米傳感材料的制備、三維微納米多孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的調(diào)控、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的設(shè)計(jì)、傳感材料和電極一體化構(gòu)造等方面展開(kāi)研究,從而獲得制備高性能葡萄糖生物傳感器的關(guān)鍵技術(shù)。主要研究?jī)?nèi)容包括:1、利用氟離子和pH值調(diào)控的水熱法制備垂直交叉的Bi₃Ti₂O₈F納米片,基于其類(lèi)過(guò)氧化物酶的光電催化作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)雙氧水的光學(xué)色比和電化學(xué)傳感探測(cè)。垂直交叉Bi₃Ti₂O₈F納米片提供豐富的活性... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

生物傳感器的原理圖

＜蚨?災(zāi)??緇???鍔?锎?釁韉奶講饣?疲?峭ü?潭ㄔ詿?感電極上的生物敏感組件對(duì)待測(cè)生物物質(zhì)進(jìn)行特異性識(shí)別，以電化學(xué)工作站作為信號(hào)轉(zhuǎn)換組件，將生物識(shí)別信號(hào)轉(zhuǎn)換成電位、電流、阻抗等可檢測(cè)性電輸出信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定生物物質(zhì)的電化學(xué)傳感檢測(cè)。根據(jù)常見(jiàn)的電化學(xué)檢測(cè)手段對(duì)電化學(xué)生物傳感器分類(lèi)如下：伏安型電化學(xué)生物傳感器（volt-ampereelectrochemicalbiosensor）、記時(shí)電流型電化學(xué)生物傳感器（timingcurrentelectrochemicalbiosensor）和阻抗型電化學(xué)生物傳感器（impedanceelectrochemicalbiosensor）。圖2.2基于電化學(xué)測(cè)試方法的生物傳感器對(duì)DNA的檢測(cè)原理圖[20]。Fig.2.2DetectionprincipleofelectrochemicalbiosensorforDNAdetection.

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文8如圖2.2所示，土耳其愛(ài)情海大學(xué)的Eksin報(bào)道了還原氧化石墨烯修飾的石墨電極用于DNA的化學(xué)監(jiān)測(cè)[20]。首先采用循環(huán)伏安測(cè)試法研究了該生物傳感器的電化學(xué)行為，然后利用差分脈沖伏安測(cè)試法對(duì)正定霉素和DNA之間的表面約束力進(jìn)行電化學(xué)研究，最后以電化學(xué)阻抗譜測(cè)試法作為伏安測(cè)試法的補(bǔ)充。該電化學(xué)生物傳感器對(duì)DNA和正定霉素的電化學(xué)檢測(cè)閾值極低，分別為2.71μg/mL和0.55μM。2.1.2.1伏安型電化學(xué)生物傳感器循環(huán)伏安法（CV）是普遍使用的電化學(xué)分析手段。循環(huán)伏安法通過(guò)控制電極電勢(shì)掃描速率，在生物物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電勢(shì)范圍內(nèi)，以三角波形多次反復(fù)掃描，記錄電極電勢(shì)與反應(yīng)電流的關(guān)系曲線。測(cè)量研究電極與參比電極之間的電壓，測(cè)量研究電極與輔助電極之間的電流。根據(jù)循環(huán)伏安測(cè)試曲線的對(duì)稱(chēng)性、峰位電勢(shì)和峰位電流的偏移，可判斷電極反應(yīng)的可逆程度以及整個(gè)電勢(shì)掃描范圍內(nèi)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，并推斷反應(yīng)過(guò)程中控制步驟、反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)性質(zhì)[21,22]。如圖2.3所示，固定還原石墨烯的葡萄糖氧化酶電極傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同濃度葡萄糖的電化學(xué)伏安法檢測(cè)[23]。圖2.3基于循環(huán)伏安法的電化學(xué)生物傳感器對(duì)葡萄糖的傳感探測(cè)[23]。圖2.3CV-basedelectrochemicalbiosensorforglucosedetection.示差脈沖伏安法（DPV）是在線性和階梯伏安法的基礎(chǔ)上，衍生出來(lái)的一種電化學(xué)分析手段，具有更高的測(cè)試靈敏度[24]。示差脈沖伏安法通過(guò)在線性電位上疊加一定的脈沖電壓信號(hào)，測(cè)量疊加脈沖電位前后的電流差值，從而降低背景電


本文編號(hào)：3325970