新型碳納米材料在生物傳感器中的應用.pdf

1、納米材料被稱為當代重要材料，而碳納米材料作為新型納米材料因其本身具有的潛在優(yōu)越性，在物理學、化學及材料學方面具有廣范的應用前景，成為全球科研人員爭相注目的焦點材料。目前，經過全球科學家的大量、有效、充分的研究，已經發(fā)現了多種合成碳納米材料的方法，例如可以大規(guī)模投入合成的石墨電弧放電的方法、激光蒸發(fā)法以及化學氣相沉積法（催化裂解法）等，制備出的材料特性存在很大差異，有無定形碳、碳納米顆粒、碳納米球、碳納米管粒子和碳納米管及催化劑粒子等，其

2、中具有螺旋網狀、管狀結構的碳納米管性能最為突出，其質輕、結構近六邊形的完美一維，附加其本身所具有的電磁學、化學和奇特力學性能，利用納米材料本身的小尺寸效應、自組裝和量子表面效應，與其他功能材料復合，廣泛應用于納米儲氫的材料、場發(fā)射電子源中使用的微小電子器件（例如納米線、納米級的電子開關、記憶型小元件、納米棍棒等）、超級大容量的雙電層電容使用材料、微型的零件（比如微小齒輪、活塞、分子線圈、泵）、隱形飛機上的雷達吸收波材料、非線性的光學材料

3、、光傳導材料、軟鐵磁性的材料與分子載體以及生物傳感材料等。而碳基復合材料也是一種新型的碳納米材料，特別是具有殼核結構的碳包覆納米復合材料，它既保留了基體的特性，又具有分散相的特性，是一種理想的多功能材料，廣泛應用于催化、儲氫以及醫(yī)學領域。生物傳感器具有方便攜帶，成本低，易操作等優(yōu)點，是一種以酶、脂質體、細菌、酵母、抗體/抗原、類脂質體等生物分子為分子識別元件構造出來的分析裝置，基于這些特點，尋找優(yōu)異的生物傳感器材料制成簡便實用的生物傳感

4、器成為近年來科學研究領域的熱點。結合前人的報道，本論文主要做了以下三方面的工作:
　　(1)通過水熱還原法一步合成了PtIr/MWCNT復合材料，并制成葡萄糖傳感器。比較了合成的PtIr/MWCNT復合材料與Pt/MWCNT復合材料對葡萄糖氧化的電化學行為。通過TEM，EDS等對其進行了表征，表征的結果顯示，PtIr納米粒子均勻的負載在多壁碳納米管表面，且粒徑大約在2nm左右，且粒子的大小受鉑銥比例的影響。而鉑納米粒子的粒徑為5n

5、m左右，因此，PtIr/MWCNT復合材料的電化學活性表面大大大于Pt/MWCNT復合材料，且催化葡萄糖氧化性能明顯提高。通過在含有0.15MNaCl的磷酸緩沖溶液(pH7.4)中的電流-時間曲線可以得出，PtIr/MWCNT復合材料比Pt/MWCNT復合材料具有更高的靈敏度，更低的檢測限與更寬的線性范圍。銥元素的加入使得鉑基催化劑更穩(wěn)定，且避免了生物分子的干擾，研究結果表明，PtIr/MWCNT復合材料是制得高靈敏度的無酶葡萄糖傳感器

6、的理想材料。
　　(2)在葡萄糖作為碳源與還原劑，PVP作為穩(wěn)定劑的條件下，利用一步法合成了TeNW@C核殼結構復合材料，并加入貴金屬鹽低溫置換出PtNW@C核殼結構納米線，通過TEM，EDS進行形貌與組成表征，制成葡萄糖檢測酶電極，研究了該電極對雙氧水的電化學響應。研究結果表明，該復合材料對雙氧水檢測快速，靈敏度高，穩(wěn)定性好。
　　(3)近來，貴金屬納米簇越來越受到科研工作者的青睞，它們具有超小尺寸，生物相容性好又能發(fā)出熒