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《山东师范大学》 2019年
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g-C_3N_4纳米复合材料在电化学传感器中的研究

吴琼  
【摘要】:碳元素是自然界里存在的重要的元素,也是人类接触和利用的最早的元素之一,氮化碳(g-C_3N_4)是一种主要由氮原子和碳原子构成的聚合材料,是一种2D层状的无金属半导体纳米结构材料,具有热稳定性以及化学稳定性良好、荧光量子效率高、制备方法简单等优点。本论文以g-C_3N_4为主要敏感材料,构建了光电化学传感器和电化学发光传感器,并应用于生物标志物的灵敏检测,主要研究内容如下:1、基于g-C_3N_4@TiO_2 NTs与Co_3O_4纳米粒子信号放大的比率型光电化学免疫传感器测定甲胎蛋白光电化学(photoelectrochemical,PEC)传感器是近年来发展较快的一种电化学分析方法,具有仪器设备简单、电极制备方便的特点,因此在电分析化学领域备受关注。在该工作中,设计了一种简单的基于双电极系统的比率PEC传感器,采用TiO_2纳米管阵列为基础光电极,并用羧基化的g-C_3N_4进行表面修饰,再将捕获抗体固定在羧化g-C_3N_4表面构成传感光敏电极,并将牛血清白蛋白)固定在羧化g-C_3N_4表面构成参比光敏电极,在免疫分析时,测量传感光敏电极和参考光敏电极之间的光电流比值,以此作为分析信号。为了进一步提高灵敏度,采用四氧化三钴纳米粒子标记的信号抗原即二抗进行信号增强。以α-甲胎蛋白(AFP)为模型目标抗原,测试了该比值型PEC免疫传感器的分析性能。测定了PEC电池的光电流和内阻的变化,讨论了光源强度、溶液温度、非特异性吸附等因素对光电流的影响。结果表明,采用比值策略,可有效抑制了这些干扰因素的影响,增强PEC免疫传感器的抗干扰能力。2、溶出伏安法与电化学发光联用的高灵敏免疫传感器在本章的研究工作中,构建了以g-C_3N_4为电化学发光(ECL)材料的修饰电极,它具有优良的ECL性能,基于Cu~(2+)可使g-C_3N_4的ECL信号猝灭的现象,建立了高灵敏度的测定Cu~(2+)的方法,检测下限达到4pmol/L,联用电化学溶出伏安方法,将Cu~(2+)先在传感电极上沉积,然后电化学溶解以提高电极表面Cu~(2+)的浓度,从而大大提高检测灵敏度,检测下限进一步降为0.1p mol/L。以CuS纳米粒子为信号标记物参与免疫反应,可用于免疫分析中,具有很高的灵敏度,对癌胚抗原的检测下限为低至0.3 fg/mL。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O657.1;TP212.2

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