基于（类）石墨烯与聚苯胺及其衍生物的dna传感器界面-分析化学专业论文.docxVIP

基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面 基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面 基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面 学位论文完成日期： ( 指导教师签字： 1 如耘 答辩委员会成员签字： 型叠叠 翻。壶堡： 万方数据 青岛科技大学研究生学位论文基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面 青岛科技大学研究生学位论文 基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面 摘要 (类)石墨烯基导电聚合物凭借其良好的导电能力和独特的官能团引起了科 研工作者们的广泛兴趣。本论文以(类)石墨烯为支撑材料，在它表面上化学聚合 苯胺或其衍生物单体，制备了三种纳米复合材料，并基于所得材料进行了一系列 的电化学传感研究。具体工作可以被划分为以下三点： (1)采用氧化石墨烯(GNO)作为支撑材料，制备得到了不同形貌的聚苯胺． 氧化石墨烯(PANI．GNO)纳米复合材料，并将它们在DNA传感中的电化学行为进 行了比较。由于在聚苯胺(PANI)的成核以及生长过程中，GNO作为一种良好的支 撑或模板存在，因此我们成功地得到了石墨烯基的聚苯胺纳米结构。倘若不存在 GNO，那么就会得到自由结合的PANI纳米线。此外，冰浴条件下不同的反应时间 制各得到的PANI．GNO纳米复合材料的形貌明显不同，其中包括小牛角状(5和12 h)、垂直阵列(18”、纳米尖端(24 h)。也就是说，我们可以通过改变冰浴条件下 的反应时间来控制PANI．GNO纳米复合材料的形貌。而且，实验结果表明基于不 同形貌PANI．GNO纳米复合材料构建的DNA电化学传感器，具有不同的ssDNA表 面覆盖量以及杂交效率。与其它形貌的PANI—GNO纳米复合材料(5，12并I]24 h)N 比，垂直阵N(18 h)展现出最佳的检测限(2．08 10-16 M)。这可以归因于这种纳米 复合材料具有更大的比表面积和更多的有效空间，可以为探针DNA(pDNA)的固 定以及杂交检测提供最佳的平衡。 (2)采用GNO、苯胺(AM)和氨基苯磺酸(ABSA)单体作为初始材料，通过 改变复合材料的制备条件(如成分、单体组成(ANI与ABSA的摩尔比率)、反应时 间)，从而制备了一系列的纳米复合材料，并将它们用于DNA电化学传感对比。 纳米复合材料的自身信号被用于评估复合材料的制备条件对于pDNA固定以及杂 交检测的影响。然后，我们发现与其它两个影响因素相比，ANI与ABSA的摩尔 比率对于杂交效率的影响更大。同时，我们使用亚甲基蓝(MB)作为外部指示剂进 行一系列的平行实验，也得出了同样的结论。此外，我们还对不同摩尔比率制备 的磺酸化聚苯胺．氧化石墨烯(SPAN—GNO)纳米复合材料修饰电极的灵敏度进行 了相关测定。与其它摩尔比率制备的SPAN。GNO纳米复合材料相比，2：3展现出 最大的线性检测范围1．0×1旷14～1．0 10-6 M以及最佳的检测限3．06×10-15 M。 (3)通过简单的超声剥离得到薄层二硫化钼(MoS2)，然后在其表面上氧化聚 万方数据 基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面合ANI单体，从而制备得到了聚苯胺．二硫化钼(PANl．MoS2)纳米复合材料。众所 基于(类)石墨烯与聚苯胺及其衍生物的DNA传感界面 合ANI单体，从而制备得到了聚苯胺．二硫化钼(PANl．MoS2)纳米复合材料。众所 周知，导电聚合物，例如PANI，凭借其自身信号可以作为直接传感器，不需要借 助任何的标记物或指示剂。而且，MoS2不仅可以作为一个良好的导电骨架为PANI 的氧化还原提供较大的电催化活性面积，而且也可以为PAN／氧化还原过程中电子 交换提供直接路径。因此，与单一的PANI或MoS2](日比，PANI与MoS2的复合物展 现出较好的电化学性能，并且可以作为一种优秀的候选者用于免标记、直接电化 学DNA传感。采用复合材料的自身信号作为检测信号，我们进行了一系列实验考 察了合成条件(如成分、MoS2用量、反应时间)对pDNA固定以及杂交检测的影响。 结果显示，相比于其它两个合成条件，MoS2用量的影响更大，而这一结论也被使 用MB作为外部指示剂的平行实验所证实。秉着高灵敏DNA检测的准则，最后考 察了一下MoS2用量与DNA检测灵敏度之间联系。实验数据表明，MoS2用量从0．009 g增长N0．072 g过程中，在0．054 g时，CaMV35S基因序列的检测限达到了最佳值。 关键词：氧化石墨烯；二硫化铝；聚苯胺；纳米结构材料：自身信号；ssDNA 表面覆盖量；杂交效率 II 万方数据 青岛科技大学研究生学位论文GRAPHENE(ANALOGOUS)一BASED 青岛科技大学研究生学位论文 G