基于纳米材料构建DNA生物传感器的研究.pdf

上海大学
硕士学位论文
基于纳米材料构建DNA生物传感器的研究
姓名:李婷
申请学位级别:硕士
专业:生物化工
指导教师:李根喜
20100501
中文摘要诮鹉擅琢W庸菇ǖ奈扌奘蜠生物传感器谑┝孔拥愎菇ǖ奈扌奘蔚チ碊生物传感器先将潭ㄓ诓L嫉缂ū砻妫贕良好导电性能的促进下,修饰了的电极和电化学探针疜之间的电子传递大大增强。但是,当探针氩L嫉缂系腉结合后,电极电子传递受阻,电信号大大降低;而当探针肽勘昊ゲ沟チ葱纬蒬时,能与岷系膕有效浓度降低,电极表面电子传递受阻程度降低,电信号有所增强,因此得知电信号增强幅度与目标单链浓度在一定范围内线性相关,故而研制了能检测无修饰目标牡缁锎ǜ衅鳌8醚芯坎唤鲅橹ち薌有助于电极表面的电子传递,而且详细探讨了溶液、吸附闶浓度等实验条件情况下的相互作用,通过比色及电化学手段深入分析了两者不同的结合状态。研关键词:石墨烯量子点;金纳米粒子;坏缁В槐壬ǚǎ簧锎ǜ衅由于单链可与石墨烯量子点枪布劢岷希颐鞘对传感器性能的影响。金纳米粒子隓的相互作用机理及其在生物传感器领域的应用已成为学术界的研究热点之一。作者考察了胛扌奘蜠在两种不同究结果表明谒芤褐锌捎氲チ碊越岷狭先醯木驳缱用连接,而若将潭ㄓ诮鸬缂ū砻嬉院螅珹与越岷狭锨的共价作用连接。在两种情况下,我们均可以准确区分出退碊虼耍芤杭肮潭ㄓ诘缂ū砻娴腁都可用于构建无修饰生物传感器。
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绪论第一章纳米材料概述著名物理学家、诺贝尔奖获得者曜钤缣岢瞿擅尺度上的科学和技术问题。之后,随着一些重要仪器,诸如扫描隧道显微镜、原子力显微镜等微观表征和操纵技术的发明,积极的推动了纳米科学的发展,科学家对纳米科技的兴趣日益增加。纳米材料的概念由德国科学家紫忍岢觥】,现在广义的纳米材料概念是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。由于纳米材料的尺度处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,此系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种介观系统。同宏观材料相比,纳米材料的电、磁、热、密度、熔点等基本物理性能以及力学性能显示出奇异的特性,。从年代开始,关于纳米科学的会议或专业期刊大量涌现出来,引起了科学界的广泛关注。进入二十一世纪后纳米材料的应用已从早期的材料、物理学逐渐扩展到生命科学、化学、环境及医药科学等领域。目前纳米材料的研究主要有以下七个分支:纳米化学、纳米力学、纳米材料学、纳米物理学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学。随着科学技术的不断发展,纳米材料在生命科学领域获得了更加广泛的应用,成为了科学界研究的热点之一。.。随着粒子直径变小,比表面积将会明显增大,因而表面原子所占的百分数将显著地增加,假如原子间距为微米,表面原子仅占一层,粗略估算表面原子所占百分数见下表】。汉4笱妒垦宦畚
鸬牧W颖砻嫘в珊雎圆患疲背叽缧∮趌直径擅表面原子百分数由此可见,对直径大于时,其表面原子百分数急剧增长,擅琢W颖砻婊淖芎透叽这时的表面效应将不容忽略。纳米粒子的表面与大块物体的表面十分不同,若用高倍率电子显微镜对金粒子本段进行电视摄像,实时观察发现这些粒子没有固定形态,随着时间变化会自动形成各种形状缌⒎桨嗣嫣澹嫣等炔煌谝话愎烫澹植煌谝禾澹且恢肿脊烫濉T诘缱酉晕⒕档牡子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态【浚叽绱笥后看不到这种粒子结构的不稳定性,这时粒子才具有稳定的结构状态。纳米粒子由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使表面原子具有高的活性,极不稳定,容易与其他原子结合。无机的纳米粒子暴露在空气中会与气体进行反应。在空气中金属粒子会迅速氧化导致燃烧。如要防止自燃,可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率,使其缓慢氧化生成一层极薄且致密的氧化层,确保其表面稳定化。利用表面活性,金属纳米粒子可望成为新一代的高效催化剂、贮气材料及低熔点材料。.小尺寸效应随着粒子尺寸的量变,在一定条件下会引起粒子性质的质变。由于粒子变小,其表面原子密度减小,晶体周期性的边界条件被破坏,从而导致声、光、电、磁、热力学等宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对纳米粒子而言,尺寸变小,同时其比表面积亦明显增加,从而产生一系列新奇的性质。如:厥獾墓庋质。金属纳米粒子对光的反射率很低,大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光电、光热等转换材料,可以高效率地将太阳能转变为电能、热能。厥獾娜妊灾省9烫镏市翁4蟪叽缡保淙鄣闶枪潭ǖ模超细微化后却发现其熔点和导热性显著降低,当粒子小于考妒庇任C纳米粒子表面原子百分数与粒子直径的关系,上海人学硕士学位论文
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