一、生物传感器研究进展及应用（论文文献综述）
吕清明[1]（2021）在《双通道探针式81°倾斜光纤光栅原理及生物传感研究》文中提出光纤光栅生物传感器具有微尺寸、免标记及对外界环境折射率（Refractive index,RI）灵敏度高等优点,并可与各种贵金属纳米粒子材料结合构成极高灵敏度的光纤光栅局域表面等离子体共振（Localized surface plasmon resonance,LSPR）传感器,也可集成二维材料如氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）等构成生物亲和性能良好的传感器,因此,各种集成GO的光纤光栅LSPR生物传感器得到日益关注。其中,81°倾斜光纤光栅（81°tilted fiber grating,81°TFG）作为一种光栅周期（～28μm）介于长周期光纤光栅（Long period fiber grating,LPFG）和光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating,FBG）之间的“特种光纤光栅”,由于其较高的RI灵敏度和极低的温度交叉敏感性,已被广泛的应用于物理、生物、化学等传感领域。但是,目前针对81°TFG制成的各类传感器都属于单通道透射型传感器,随着待测目标参量种类和特性的多样化,使得常规单通道透射型传感器已逐渐无法满足实际检测的需要。基于此,本文结合GO和LSPR技术的优势,提出了一种集成GO的双通道探针式81°TFG-LSPR生物传感器,分析了其原理及光谱特性并使用肝癌标记物-甲胎蛋白（Alpha fetoprotein,AFP）分子对该双通道生物传感器的免疫检测性能进行鉴定。本课题主要研究内容如下:（1）首先综述了光纤（包括光纤光栅）在生物传感领域的国内外研究现状。然后基于FBG及小角度倾斜光纤光栅（Tilted fiber Bragg grating,TFBG）耦合模理论,对81°TFG的耦合模理论进行了详细阐述,最后分析了81°TFG的光谱特性、RI和温度传感原理。（2）制作基于探针式结构81°TFG的双通道传感器,分析其光谱特性。首先在透射式81°TFG的末端镀银膜制成探针式结构81°TFG,然后构建由2×2耦合器和两支81°TFG探针组成的双通道传感器,并对其光谱响应及RI传感特性进行实验研究。实验结果表明:固定该双通道传感器的其中一个通道,将另一个通道置于不同RI的溶液中时,固定通道的光谱几乎不受另一个通道外界环境RI变化的影响,而置于不同RI液体的通道对应的光谱会随着外界环境RI的变化而变化,两个通道相互独立且不相互影响,表明构建双通道探针式81°TFG生物传感器的想法是完全可行的,当在其表面修饰不同生物分子识别单元,将具有同时检测两种不同目标生物分子的能力。（3）制作集成GO的双通道探针式81°TFG-LSPR的AFP免疫传感器,使用该双通道免疫传感器同时完成了对AFP抗原分子的检测及对照实现,并在复杂人血清环境下测定和分析传感器的特异性与临床性。首先使用相同的方法对构成该双通道传感器的两支81°TFG探针的栅区的表面修饰大尺寸金纳米壳（Au nanoparticles shell,Au Ns）粒子和GO,再以AFP单克隆抗体（AFP MAbs）做为特异性识别单元修饰栅区表面,实现集成GO的双通道探针式81°TFG-LSPR的AFP免疫传感器。然后,使用传感器同时完成对AFP抗原溶液进行特异性对照实验,结果表明:传感器对AFP抗原的检测极限在1～10pg/ml之间,检测的饱和点～200ng/ml,灵敏度～0.155nm/log（mg/ml）。最后,使用20%的氢氟酸（Hydrofluoric acid,HF）溶液对两支81°TFG探针的栅区表面进行轻微腐蚀,去除光纤表面所有涂覆层,再次使用前述相同方法对两根81°TFG探针进行表面修饰和生物功能化,两个通道分别完成对六组不同人的健康血清和六组不同人的肝癌患者血清的临床性检测。结果表明:本次测试的健康人体血清中含有少量AFP且稀释10倍后其中AFP的浓度略大于100pg/ml,而稀释10倍后的肝癌患者血清中AFP分子浓度应该在100ng/ml左右,为健康血清中APF浓度的约1000倍。相对于单通道透射式81°TFG传感器而言,双通道探针式81°TFG传感器能实现对目标分子阳性和阴性样本的同时对照检测,从而增强临床检测应用过程的可靠性,且探针式结构操作更加方便,因此具有较大应用潜力。
高娇娇[2]（2021）在《蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的制备及其传感性能研究》文中进行了进一步梳理有机-无机杂化纳米花是由生物活性分子和纳米材料杂化而形成的花状微球,其既具有生物活性分子的专一性、纳米材料的耐酸碱性、热稳定性,又可体现出特有的协同效应,因而在生物传感研究领域有着巨大的应用潜力。据此,本论文采用一锅法制备了血红蛋白-磷酸铜有机-无机杂化纳米花（Hb-Cu3（PO4）2 HNFs）、Hb-Mn3（PO4）2 HNFs等十种蛋白质-磷酸盐杂化纳米花,系统研究了有机-无机杂化纳米花的生长机制,尤其是搞清了有机组分和无机组分之间的相互作用机理,提出一种普适性的蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的合成方法;并基于这些纳米花,构建了比色/荧光双模式生物传感、电化学生物传感、比色免疫生物传感以及免疫生物传感试纸等四种生物传感器。该研究可为有机-无机杂化纳米材料制备提供新方法,丰富生物传感器的研究内容,亦可为环境和临床诊断提供借鉴。全文共分五章,作者的主要贡献如下:（1）采用一锅法合成了 Hb-Cu3（PO4）2 HNFs,探讨了其生长机理;并构建了基于该材料的H2O2荧光/比色双模式生物传感器。使用SEM和XPS对该材料的结构、组成、形貌和表面电子结构研究的结果表明,合成的Hb-Cu3（PO4）2 HNFs呈分层花状微球,花球高度分散,尺寸为10～15μm,纳米花瓣表面有Hb活性中心的暴露。催化活性测试表明,Hb-Cu3（PO4）2 HNFs的催化活性是纯Hb的3-4倍,在室温下储存35天后,其保留的催化活性为89.70%,是纯Hb的2倍;所开发的荧光/比色双模式生物传感器对H2O2测定具有优异的选择性,比色传感的线性范围为2～10 ppb、20～100 ppb,检出限为0.1 ppb;荧光传感更为灵敏,线性范围为0.2～10ppb、20～100 ppb,检出限为0.01 ppb;该传感器用于雨水、自来水和废水中H2O2检测,三次测定结果的平均回收率在88.95%～112.36%之间。相比于纯Hb,Hb-Cu3（PO4）2 HNFs具有显着增强的稳定性和催化活性;与其他H2O2传感方法相比,该传感器可同时输出比色/荧光信号,双信号互相校准,可确保检测结果的准确性。（2）以锰离子和磷酸盐为无机原料,合成了 Hb-Mn3（PO4）2 HNFs,构建了基于该材料的H2O2电化学生物传感器。使用UV-vis、CD和荧光光谱对该材料中Hb的构象研究结果表明,Hb的构象发生去折叠现象,而大量的Hb活性中心暴露于材料表面。电化学研究表明,这种新型的敏感材料对H2O2表现了很好的催化还原作用,基于该材料的电化学生物传感器在低浓度下具有较宽的线性范围20 nm～0.36 μM,检出限为7 nm、灵敏度为68.95μA·μM-1·Cm-2;该传感器用于雨水和人血清样品中H2O2的快速检测,五次测定结果的平均回收率在99.8%～105.3%之间。与Hb-Cu3（PO4）2 HNFs相比,Hb-Mn3（PO4）2 HNFs也呈分层花状微球,但其具有更大的比表面积54.73 m2/g,更丰富Hb活性中心以及优异的电化学性能;与基于其他纳米材料的电化学生物传感器相比,该传感器对H2O2的检测限降低了 1个数量级,灵敏度提高了3个数量级。（3）以鸡蛋清（CEW）作为有机组分,采用一锅法制备了 CEW-Cu3（PO4）2 HNFs。使用ESR、XPS和UV-vis对该材料的催化性能和催化机理的研究表明,该材料同时具有模拟过氧化物酶和多酚氧化酶生物催化活性能,平均反应速率常数为12.43×10-2 min-1,是Cu3（PO4）2 NSs的5倍;利用有机组分CEW中包含的亲和素与生物素之间的相互作用,制备了生物素-N-琥珀酰亚胺基酯-抗癌胚抗原二级抗体标记的CEW-Cu3（PO4）2捕获探针（CEW-Cu3（PO4）2 HNFs@Biotin-NHS-Ab2）,构建了一种基于该探针的癌胚抗原（CEA）比色生物传感器。实验结果表明,在弱碱性（pH=7.5）条件下,所开发的比色生物传感器的线性范围为0.05～40 ng/mL,检出限为3.5 pg/mL;该传感器用于人血清中CEA的平行三次检测的回收率在97.00%～106.00%之间。CEW-Cu3（PO4）2 HNFs具有优异的生物催化活性;与基于其他纳米材料的比色生物传感器相比,该传感器可在接近人血清pH值的条件下实现CEA的快速检测。（4）提出一种适用于以多种金属离子（Ca2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+）作为无机原料的Hb-M3（PO4）2·nH2O HNFs合成方法。采用FT-IR、UV-vis、CD 和 XPS 对 Hb-M3（PO4）2·nH2O HNFs 的化学组成、Hb 构象变化及有机组分与无机组分之间的相互作用进行分析。实验结果表明,金属离子在诱导Hb去折叠的同时与其展开所暴露出的酰胺基、羧基等基团相配位;利用软硬酸碱理论,系统研究了 Hb-M3（PO4）2·nH2O HNFs的形成机理,是以配位于Hb的M2+为成核位点,M3（PO4）2·nH2O晶体各向异性生长,直至形成分层花状微球。Hb和七种Hb-M3（PO4）·nH2O HNFs的催化活性测试结果发现,在体系pH=7.5的条件下,Hb-Cu3（PO4）2 HNFs表现出最佳催化性能,平均反应速率常数为839.05×10-3 min-1,是纯Hb的14倍。与Zare等人提出合成方法相比,该方法更具有普适性;所合成材料的催化性能也提高了 3倍。（5）以滤纸为基底材料,通过一锅法在其表面原位生长无催化活性的CEW-Ca3（PO4）2 HNFs;同时,制备了具有优异催化活性Hb-CEW-Cu3（PO4）2 HNFs。在两种杂化纳米花表面分别标记Biotin-NHS-Ab1和Biotin-NHS-Ab2,制备了滤纸原位生长 CEW-Ca3（PO4）2 HNFs@Biotin-NHS-Ab1-CEA-Hb-CEW-Cu3（PO4）2 HNFs@Biotin-NHS-Ab2免疫生物传感试纸。基于该试纸,利用ELISA方法实现了 CEA的可视化检测。实验结果表明,该试纸的检测范围为0.5～100 ng/mL,检出限为0.5 ng/mL,用于人血清样品中CEA的平行三次测定结果的回收率在89.50%～108.06%之间。与传统的ELISA法相比,该试纸具有成本低廉、操作简便、检测快速、可现场检测的优势。
徐梦佳[3]（2020）在《基于功能肽核酸探针的生物传感器构建及其在疾病标志物快速检测中的应用研究》文中进行了进一步梳理疾病早期筛查和快速诊断可以帮助患者及早发现病症,辅助判断最佳的治疗时机,制定个性化治疗方案,为实时监测、预后判断、疗效评估提供大量有效信息。目前,对于疾病生物标志物的高灵敏度、高特异性检测已逐渐替代传统侵入式检测手段如活体切片、影像检查等。生物标志物是一类存在于血液、体液或生物组织中可以作为信号分子反映疾病起始和发展的生物化学物质,包括核酸（DNA或RNA）、蛋白质（酶或受体）、糖、小分子代谢物、细胞因子、激素、甚至于整个细胞等,尤其对于恶性肿瘤的风险预测、分类、实时监控、治疗预后等具有极其重大的理论研究价值和应用前景。因此,开发新一代快速、便携、低成本、高灵敏度和高特异性的方法用于生物标志物的检测已成为各大领域的研究热点。核酸生物传感器是一类以核酸（DNA）作为识别元件,利用其对于靶物质的高特异性结合触发一系列生物化学反应,并借助核酸构象改变或信号放大策略,以颜色、荧光、电化学、光热信号等作为输出信号达到高灵敏度检测、细胞成像等目的的传感器。然而,大部分基于DNA作为探针的核酸传感器存在一系列应用瓶颈,如制备成本高、灵敏度低、错检率高、检测时间长、检测设备要求高、受环境影响大、探针易降解等。针对以上问题,本论文围绕利用稳定性高、亲和力强、序列选择性强的肽核酸（PNA）探针,研究了基于PNA探针的生物传感器的构建方法,同时探究了其在疾病标志物检测方面的应用潜能,主要研究内容概述如下:（1）虽然目前已有不少基于PNA探针的生物传感器被成功开发并投入实际应用,但其复杂的探针修饰及标记过程大大提高了检测的成本与人力,以荧光、电化学信号等作为输出信号的传感器又需借助大型精密仪器,限制了其实际应用范围。本工作基于一种菁染料Di SC2（5）能非共价嵌入PNA/DNA双链结构中并发生颜色变化的现象,利用成熟的多肽固相合成技术设计并合成功能化PNA探针,成功将PNA探针作为识别元件构建一种可用于检测活性蛋白质的通用型比色核酸生物传感器,并且以凝血酶为例,借助核酸适体（aptamer）实现了对血清样品中凝血酶的灵敏、可视化检测,同时探究了Di SC2（5）染料分子嵌入PNA/DNA双链结构中的显色机理。（2）本工作首先设计并合成了一条富含嘌呤的PNA探针,通过荧光分子信标技术证实PNA可与两条富含嘧啶的DNA链通过Watson-Crick碱基配对和Hoogsteen碱基配对形成稳定的PNA-DNA2三螺旋结构,首次发现了PNA有别于bis PNA/DNA的另一种杂合方式。菁染料Di SC2（5）作为PNA/DNA双链的颜色指示剂,进一步探究其对PNA-DNA2三螺旋结构的显色效应。与PNA/DNA相比,菁染料Di SC2（5）分子在三螺旋结构中的聚集状态更加稳定。结合以上研究结果,本工作成功利用PNA-DNA2三螺旋结构构建比色核酸传感器,实现了对于高同源性短链肿瘤基因标志物如mi RNA-21的灵敏、高效、便捷、快速、高特异性检测。（3）PNA由于其特殊的骨架结构而具备高度生物稳定性和热稳定性,不易被核酸酶、多肽酶及蛋白酶降解。利用这一特性,本工作将PNA与S1核酸酶相结合,探究ss PNA、PNA/DNA与复合纳米材料氯化血红素-单壁碳纳米管（hemin-SWCNTs）之间相互作用及其调控纳米材料所造成的聚沉效果差异,并利用复合纳米材料对TMB显色底物的催化活性（纳米酶）,将单核苷酸多态性差异转化为颜色信号,开发了一种高特异性检测SNP的方法。研究发现引入PNA/S1酶可有效提高该传感器对于单碱基错配靶标的检测灵敏度和肉眼辨别力,为基于PNA与纳米复合材料相互作用的生物传感器用于疾病快速检测提供了新型设计策略。
徐明华[4]（2020）在《基于垂直杂原子掺杂单壁碳纳米管复合金属材料的电化学研究》文中认为有机磷农药（Organophosphorus pesticides,OPs）在防止农作物虫害中应用广泛,但即使少量的OPs及其残留物也会对人体造成危害。因此,开发一种操作简单、灵敏快速的检测OPs的方法十分重要。乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase,ACh E）因对OPs具有特异性,常被应用于制备检测OPs的电化学生物传感器。本文以水热法制备了氮掺杂的单壁碳纳米管（Nitrogen-doped single-walled carbon nanotubes,NSWCNTs）,采用金-硫键（Au-S）使NSWCNTs垂直自发吸附在金电极上,以其为载体化学沉积纳米金（Gold nanoparticles,Au NPs）颗粒,再同样通过Au-S键固定与巯基乙胺共价结合的ACh E,构建了一种用于检测OPs的快速灵敏的新型ACh E电化学生物传感器。采用电化学测试方法对此ACh E生物传感器进行研究,结果显示,由于Au NPs和垂直NSWCNTs（Vertically NSWCNTs,VNSWCNTs）的共同作用,该修饰电极表现出优异的电子传递能力,在10-9～10-14M浓度范围内线性关系良好,检出限分别为甲基对硫磷1.15×10-14M、马拉硫磷5.9×10-15M和毒死蜱5.87×10-15M,ACh E生物传感器还具有令人满意的稳定性,经过28天的储存,ACh E生物传感器仍保持95%的初始电流,该生物传感器在实际水样中的回收率范围为95%～105%,相对标准偏差（RSD）为3.74%,表明该传感器在实际样品中也具有良好的应用,因此本实验制备的ACh E生物传感器可以作为OPs分析的灵敏器件。此外,本文通过高温煅烧法制备了磷掺杂的单壁碳纳米管（Phosphorus-doped single-walled carbon nanotubes,PSWCNTs）,处理后的PSWCNTs通过Au-S键垂直固定在金电极上,以其为载体沉积铁族金属磷化物,构建了全水解的电催化剂,采用电化学分析手段,研究了该电催化剂在碱性条件下的性能,实验结果表明该电催化剂在1.0 M KOH溶液中,电流密度为10 m A cm-2的情况下,对氢气析出反应（Hydrogen evolution reaction,HER）和氧气析出反应（Oxygen evolution reaction,OER）表现出优异的电催化性能,HER的过电势为147 m V,接近Pt/C 145m V,塔菲尔（Tafel）斜率为64 m V dec-1,优于Pt/C(177 m V dec-1),OER的过电势为280 m V,Tafel斜率为43 m V dec-1,均低于Ir O2(过电势310 m V,Tafel斜率57 m V dec-1),该催化剂具有令人满意的催化效果,经过10 h的稳定性测试后,电势略有变化且小于80 m V,表明制备的电催化剂在碱性条件下具有良好的稳定性,可替代贵金属催化剂应用于电解水技术中。
朱春辉[5]（2020）在《植物生理传感器的设计与实现》文中认为农业类传感器主要有畜牧水产类、气体土壤类、大气环境类及植物生理类等四大类。用于检测植物活性小分子的植物生理传感器能够监测植物生长状况和全生命周期状态,可以达到对植物的科学精准控制与管理,摆脱以人为经验方式的农业生产指导,实现农作物高产优质,对农业生产指导有着不可忽视的作用和对粮食安全有着重要的战略意义。首先,本文采用了电化学生物传感器的设计方法和电化学测试技术,设计了一款微型化葡萄糖电化学生物传感器用于测量植物体内的葡萄糖含量,该实验方案采用了不锈钢丝做测量电极,通过组装修饰葡萄糖酶等化学小分子,实现对植物体内葡萄糖含量的检测。之后经过优化实验条件,构建出更稳定、特异选择性更强的传感电极用于活体检测。实验结果表明,传感器的线性方程为y=0.0078x+0.069,相关系数R2为0.984。检测范围为0.1m M～200Mm,检测限为0.1m M。所制备的电化学生物传感器达到了预期的检测效果,能满足普通场景下的检测。其次,借助成熟的电子线路技术设计了微弱植物生理电信号的采集测量电路。通过三电极体系的电化学生物传感器将生化信号转为微弱可测量的电信号,实现植物生理电信号的采集、处理与显示。从电路测试与验证环节的结果分析,可以得出在误差允许的情况下,所设计的测量电路可以满足微弱植物生理电信号的采集与传输。最后,对所设计的葡萄糖电化学生物传感器和测量电路进行组合联测。将电极插在植物的茎秆上,通过电极线连接至测量电路板,从数据分析得出,实验误差范围在7%以下。可以满足普通场景下的户外使用。另外不同类传感器的构建制备与优化设计的测量电路可组合使用,延伸至其他类植物活性小分子检测。
付百赫[6]（2020）在《钛氧化物半导体光电化学生物传感器的构建及其在生物检测中的应用研究》文中研究指明光电化学生物传感器是一种借助光电活性材料和生物识别单元将生物现象转化为光电流或光电压信号的分析装置,具有光电转换效率高、生物兼容性好、稳定且无毒等优点。通过分析其光电信号的变化值与目标物浓度间的对应关系,可实现对目标物的定量测定。光电化学传感采用“光激发、电检测”的模式,利用两种能量形式不同的激发与检测信号,显着降低了背景信号的干扰,从而具有更高的检测灵敏度。然而,由于目前大部分光电化学生物传感器仍然采用短波长的紫外光或可见光为激发光源,高能光子会对生物分子造成严重损伤,在一定程度上影响传感的精确度。此外,短波长激发光源对生物组织穿透深度小,限制了光电化学生物传感器在活体生物分析中的应用。为了拓宽光电化学生物传感器的应用范围,本论文的研究工作以生物相容性良好的钛氧化物半导体材料为核心,构建了具有不同光响应范围的光电化学生物传感器。逐步将生物传感器的光响应范围从紫外光区扩展至可见光区,并进一步达到“生物透明窗口”—近红外II区,成功实现了光电化学分析技术从体外生物分子检测到活体实时在线监测的突破。本文的研究工作主要从以下几部分展开:第一章绪论本章主要介绍光电化学的研究背景与基本原理,光电化学半导体材料的分类与特点以及光电化学在能源领域、生物传感领域的重要应用。着重介绍了光电化学生物传感器的研究背景、工作原理及分类,并介绍了以钛氧化物半导体材料为基础的光电化学生物传感器的研究进展与面临的挑战。最后总结了本论文的研究内容、研究目的及意义与研究的创新点。第二章基于不同晶相TiO2半导体材料的比率型光电化学生物传感器的构建以及用于磷酸化多肽的高灵敏识别针对磷酸化多肽丰度低和常规的质谱检测法难以实现对其磷酸化氨基酸残基进行位点选择性检测的问题。本章工作采用光电性能良好且对磷酸化多肽具有高效富集作用的TiO2作为光电极,同时实现了对磷酸化多肽的高效富集和光电检测。成功实现了对磷酸化多肽的位点选择性传感和比率型传感,有效避免了假阳性信号的干扰,提高了检测灵敏度。第三章缺陷调控TiO2纳米管光子晶体耦合等离子纳米颗粒的光电化学生物传感器的构建及其在活体生物分析中的应用研究第二章的工作中采用紫外光作为激发光源,由于紫外光的高能光子会在一定程度上对生物分子造成损伤,不利于生物传感。因此,本章工作提出了一种缺陷调控的TiO2纳米管光子晶体耦合等离子体纳米颗粒的策略,成功制备得到了近红外光响应型生物传感器,实现了对活体生物内抗生素的有效传感。第四章杂化二维TiOx光子晶体—等离子体谐振器的构建及其在可见光区光电化学生物传感中的应用针对缺陷调控对光学增强能力有限,且过多的缺陷会影响电子传输的局限性,本章工作采用更有效的光调控方式,设计并制备得到二维光子晶体TiOx,其具有良好的光捕获活性和可调的光子带隙,将其与等离子体纳米颗粒Au结合形成杂化型谐振器,进一步增强了光吸收能力。此外,通过在Au NPs上修饰生物识别单元适配体,得到了对卡那霉素检测具有高灵敏度的可见光响应型生物传感器。第五章光子—等离子体协同共振体系的合理化构建用于实现近红外Ⅱ区响应的光电化学活体生物传感针对紫外光和可见光响应型生物传感器难以实现活体生物分析的问题,本章工作通过调控光子共振与等离子体共振的波长,实现了光子晶体与等离子体在“生物透明窗口”—近红外II区的谐同共振作用,并成功实现对活体小鼠尾静脉内巨噬细胞的高灵敏检测。
张晶[7]（2020）在《具有双重信号放大功能的电化学生物传感器的制备与研究》文中指出电化学生物传感器技术是多学科交叉的新兴技术,因其具有高灵敏度、高选择性、操作简便、分析快速、成本低等优点,吸引了越来越多研究者的关注。如今,诸多先进策略被结合于电化生物传感器的构建,使该技术应用领域更加广泛。本论文通过制备DNA探针,合成新型信号标记物及纳米复合材料,基于生物素-亲和素系统、催化发夹组装（CHA）、金硫键（Au-S）自组装等技术,设计了两款均具有双重信号放大功能的电化学生物传感器,并分别将两款生物传感器应用于中药材、湖水中重金属Pb2+检测及癌细胞中mi RNA-21的检测。内容如下:（1）基于DNA功能化金纳米粒子和纳米复合修饰电极的双重信号放大功能的Pb2+电化学生物传感器。重金属离子污染给人类健康和环境带来严重风险。铅（II）(Pb2+)是一种常见的有毒重金属离子,因此,运用巧妙的分析技术来评估铅污染情况是至关重要的。在本章中,DNA功能化金纳米粒子所使用的DNA包括两种类型,一种是Pb2+介导的DNAzyme,其包含生物素标记的酶链E-DNA和具有典型茎环结构的底物链SS-DNA,另一种是二茂铁标记的信号DNA。在没有Pb2+的情况下,发夹环阻碍生物素与电极上的亲和素结合。然而,当目标Pb2+存在时,底链DNA分成两个片段,导致酶链在暴露在电极上,生物素与亲和素相识别,致使DNA功能化的金纳米粒子沉积在电极表面。采用微分脉冲伏安法（DPV）测量与DNA连接的双二茂铁的电化学响应信号,由于DNA功能化的金纳米粒子和纳米复合材料的信号放大特性,Pb2+的电化学检测信号得到了很大的改善。在最佳条件下,构建的生物传感器对Pb2+的测定具有较高的灵敏度和选择性,检测限为0.21 p M,线性范围为0.5 p M-50 n M,为目标Pb2+的检测提供了一个有前景的方案。（2）基于催化发夹组装和双二茂铁标记的双重信号放大功能的mi RNA电化学生物传感器。众所周知,mi RNA是转录后基因调控的关键,是许多疾病的一种新型生物标志物。因此,开发一种简单、高灵敏的方法来检测低丰度mi RNA十分重要。本章中,首先合成了一种新型的双二茂铁信号标记物,其含有两个二茂铁单元,将其放置在发夹DNA的两端,形成了一个可高效放大电化学信号的探针。利用催化发夹组装（CHA）技术构建的电化学DNA传感器的灵敏度比传统的电化学传感器高百倍,甚至万倍以上,并能直接对细胞中的RNA进行直接检测。将CHA技术和双二茂铁集成到此电化学生物传感器中,从而达到双重的信号放大功能。该生物传感器实现了对mi RNA-21的超灵敏检测,检测限为0.1f M,线性范围为0.2 f M-0.2 n M。本研究为mi RNA-21的检测提供了一种有效的检测方法,为今后疾病的临床诊断和治疗开辟了新的可能性。
杨康兵[8]（2020）在《基于碳和纳米金构建电化学传感器对转基因烟草14-3-3基因转录及蛋白表达水平检测研究》文中研究说明14-3-3蛋白作为一种天然的二聚体蛋白,在植物细胞中识别并结合靶蛋白白分子,调控植物细胞内的各种生命活动,主要协助营养物质交换和运输、调节植物体生长和发育、促进植物体细胞的新陈代谢、应对植物体外界胁迫、控制植物细胞内信号传递路径等。在植物细胞中,14-3-3蛋白由多个不同的基因编码,不同的14-3-3基因有其功能上的特异性。因此,我们在分析植物体内的不同14-3-3基因功能时,既要检测14-3-3基因的表达水平,也要分析14-3-3基因所表达蛋白的含量。目前通常多采用RT-PCR来检测基因转录水平,同时采用WB检测蛋白表达水平。但是这些检测方法均有着各自的不足,在使用过程中,RT-PCR操作时间较长,且仪器成本运行更高;WB检测方法也存在操作过程较为繁琐,同时还存在检测限不足。相比之下,电化学传感器检测方法具有检测灵敏性更高、操作过程耗时较短、可重复储存使用、检测成本较低等优点。本研究通过构建电化学DNA传感器和蛋白免疫传感器,对本实验室已培植的转基因烟草中的14-3-3g基因转录水平和表达蛋白的含量水平进行检测分析,来验证金标14-3-3蛋白抗体制备的免疫传感器和电化学DNA传感器的可行性与实际应用价值,获得主要研究结果如下:1、基于DNA碱基配对互补性的原理构建DNA传感器,对14-3-3g基因核酸DNA的含量水平进行检测。以丝网印刷碳电极为DNA传感器的工作电极,基于胶体金和壳聚糖的静电吸附将DNA单链分子固定在工作电极上,并作为DNA传感器的DNA探针序列,与单链分子的DNA目标序列根据DNA双链分子的碱基间特异性互补配对并结合的原理,最后被组装并固载于传感器工作电极上。互补的双链DNA通过吸附指示剂亚甲基蓝,组装成完整的DNA传感器。将构建好的DNA传感器连接电化学分析工作台站,在工作电极上滴加盐酸缓冲液Tris-HCl,作为电化学反应液,亚甲基蓝再催化氧化盐酸缓冲液Tris-HCl,形成电化学催化信号电流而被电化学分析工作站检测出来。基于不同浓度的DNA目标序列而形成不同电化学信号电流值的大小,目标DNA序列在0.1-1.15μmol/L范围内时,DPV伏安曲线的电流峰值与目标DNA序列浓度呈良好的线性关系,线性回归方程为y=-13.333x+22.29,R2=0.9951。通过提取14-3-3转基因烟草叶的总RNA,结合DNA传感器工作电极上的DNA单链探针序列,进行碱基互补配对杂交反应,实现对14-3-3g基因转录水平的检测。结果表明与野生对照烟草WT相比,RNAi干扰表达植株i2和i1中的14-3-3g基因的转录水平分别下降63.2%和68.4%;而过量表达植株p2和pl中的14-3-3g基因的转录水平分别上升47.1%和37.3%。这个结果与RT-PCR分析结果相一致,使用该方法进行检测时,无需将所提的RNA反转成cDNA,相比RT-PCR节约了时间和资源。2、制备了基于酶-抗体共偶联金（AuNs）纳米探针进行信号放大的14-3-3蛋白检测免疫传感器。利用金纳米粒子偶联负载过氧化氢催化酶（CAT）和14-3-3抗体（anti-14-3-3）,制得纳米信号探针（CAT-Au-anti-14-3-3 signal probe,简称CASP）。将14-3-3抗体（anti-14-3-3）、14-3-3蛋白（14-3-3）和纳米信号探针（CASP）层层组装到多壁碳纳米管（MWCNTs）和纳米金（Au）修饰的丝网印刷电极（SPCE）表面,制得SPCE│MWCNTs/Au-anti-14-3-3/14-3-3/CASP免疫型传感器,可对H2O2产生还原催化电流。在室温20℃条件下,传感器对14-3-3蛋白检测浓度范围为0.02-5ng/μL时,稳态信号电流值与14-3-3蛋白浓度呈现良好的线性关系:y=356.16x+192.57,相关系数R2=0.9987达到极显着水准;测定的标准偏差均小于0.5%,具有较好的重复性。另外,该传感器对转基因烟草植物14-3-3蛋白检测与传统的Western Blot检测结果较一致。同时,该方法检测限范围比传统的蛋白印迹分析的检测限范围更宽,灵敏度更高。因此,该电化学方法检测具有灵敏度高,免疫性强,选择性和重复性好等优点,可用于对14-3-3蛋白的定量检测。
高鸿飞[9]（2020）在《基于免疫传感新方法的外源蛋白分析研究》文中提出近年来转基因产品非法种植和意外污染等事件不断增加,急需加强对转基因产品的检测和监管。由于涉及非法种植和国际贸易的转基因作物体量巨大,建立简单、快速和低成本的转基因产品“田间地头”现场检测方法,是实现转基因产品快速检测和标识管理的关键。基于外源蛋白分析的转基因检测技术,具有前处理容易、操作简单、无需精密仪器和成本低廉等突出优势,非常适合转基因成分的现场快速筛查,近些年受到了越来越多的关注。主要的外源蛋白分析方法,包括酶联免疫吸附分析（ELISA）、免疫印迹法和免疫层析试纸条等方法,多采用比色法检测,分析灵敏度不足。最近发展的荧光免疫分析、化学发光免疫分析、免疫聚合酶链式反应（PCR）分析等可以实现外源蛋白高灵敏分析,然而仍无法实现转基因现场即时（POCT）定量分析,不能满足基于低阈值的转基因标识制度管理的要求。免疫传感器容易实现微型化和集成化,为外源蛋白现场定量分析提供了一个可行的技术方案。本文基于纳米材料作为固相载体和信号探针载体开发免疫传感新方法以提高外源蛋白分析灵敏度,实现简单、快速、POCT定量分析。研究内容分为三个部分,具体如下:（1）高灵敏免标记电致化学发光免疫传感器用于转基因作物中外源蛋白PAT/bar定量分析本文利用打印机碳粉通过简易方法合成新型碳球纳米粒子（CNPs）,基于该纳米材料作为抗体载体和高效电极材料首次构建了免标记电致化学发光（ECL）免疫传感器,用于转基因油菜中外源蛋白PAT/bar高灵敏分析。在本研究中,将CNPs与PAT/bar蛋白通过戊二醛偶联,并用于玻碳工作电极修饰。在分析中,PAT/bar蛋白与固定的抗体发生免疫反应,在传感器表面形成一层免疫复合物,从而抑制了电极表面与ECL活性物质之间的电子转移,导致ECL信号降低。在优化条件下,PAT/bar蛋白在0.10-10 ng m L-1范围内与ECL信号强度呈良好的线性关系,检测限为0.050 ng m L-1,与已报道的PAT/bar蛋白分析方法相比,该方法显着提高了分析灵敏度。用转基因油菜RF3作为实验材料评价该传感器的适用性,其检测限达0.020%,显示出与PCR方法可比拟的灵敏度。凭借高灵敏ECL检测技术和新型CNPs材料的应用,本文开发的免标记ECL免疫传感器显着提高了外源蛋白分析灵敏度,为转基因成分分析提供了一个有前景的通用型分析平台。（2）便携式电化学免疫传感器用于外源蛋白CP4-EPSPS高灵敏POCT定量分析迄今为止转基因高灵敏POCT定量分析技术的开发尚未报道。本研究采用微型化丝网印刷碳电极（SPCE）作为检测电极,与开发的手持式电化学分析仪集成,基于纳米信号放大探针研发便携式电化学免疫传感器系统,用于外源蛋白CP4-EPSPS高灵敏POCT分析。本研究中,通过简单方法将转基因靶标单抗和辣根过氧化物酶（HRP）同时修饰在Au NPs表面制备双标记Au NPs,作为信号放大探针。相比于使用传统的HRP标记抗体作为信号探针,该纳米探针的使用可以显着提高分析灵敏度达62.5倍。在优化条件下,本文构建的便携式免疫传感器可以在0.10-10 ng m L-1范围内实现对于CP4-EPSPS蛋白的定量分析,检测限低至0.050 ng m L-1,全程分析时间在65 min内。该方法用于转基因作物检测并用商业化ELISA试剂盒进行验证,结果显示两者分析结果的相关系数为0.9909。因此,本文提出的便携式电化学免疫传感器系统为外源蛋白高灵敏POCT定量分析提供了可靠的平台。（3）高灵敏免疫传感平台用于外源蛋白Cry1Ab一步式定量分析。基于上述高灵敏双标记Au NPs信号探针,结合标记有捕获抗体的免疫磁珠进一步开发了高灵敏免疫传感平台,用于外源蛋白Cry 1Ab比色法和化学发光法检测。基于免疫磁珠的分离富集作用,该免疫传感平台利用比色法检测时可以在1.5 h内实现Cry1Ab一步式定量分析,线性范围为1.0-40 ng m L-1,检测限为0.50 ng m L-1。与使用商业化HRP偶联抗体作为信号探针方法相比,该方法的灵敏度提高了15.3倍。同时,高灵敏化学发光法成功应用于该免疫传感平台构建。在0.10-20 ng m L-1的线性范围内,可以实现对Cry1Ab最低检出浓度为0.050 ng m L-1的定量分析。本文建立的方法已应用于转基因作物检测,与商业化ELISA试剂盒相比,两者分析结果的相关系数为0.9906,显示出良好的一致性。与ELISA相比,该免疫传感平台显着简化了操作步骤,缩短了分析时间,拓展ELISA在POCT分析中的应用。
张璋[10]（2020）在《基于石墨烯人工电磁编码超表面对THz波调控及超表面生物传感器的研究》文中研究指明太赫兹波（THz）特殊的频谱位置和独特的性质直接决定了其在电子通信、医疗及安检等领域的广阔技术应用和发展前景。虽然THz源和探测技术的快速发展为THz领域的研究打开了大门,但是在此波段相应功能器件的匮乏限制了对THz波的进一步利用。为研发基于THz频段的功能器件,本论文基于由亚波长人工介电单元组成的电磁超表面实现在THz频段的两个主要应用。一方面通过有源材料与编码超表面概念相复合设计动态可调控THz编码超表面。另一方面,利用入射THz波束在超表面上产生的局域电场增强效应,设计不同的THz超表面生物传感器实现对癌细胞的传感检测。本论文的主要工作包括以下内容:1.利用新型二维材料石墨烯与编码超表面复合设计研究了动态编码超表面。将石墨烯设计成微米带结构与金属谐振单元复合,通过控制石墨烯带的电压以及设计不同的金属谐振结构尺寸,实现了对高频THz波段大于290o的相位调制。基于相位分布设计了THz反射式聚焦元件及动态1-bit编码THz远场分束器。此外,还利用信息学的卷积定理定性解释了2-bit编码超表面的分束特性,增加了对编码超表面的设计自由度。2.利用刻蚀方法加工了编码序列为010101…10101的全介质编码超表面,在非刻蚀面制备石墨烯薄膜并施加栅压,实验中测得的远场波束透射特性表明施加的栅压改变了远场波束的振幅,0.7 THz处位于20o附近的波束在外加电压达到35 V以后消失,这进一步证明了电压的施加有效实现了该频率下对此波束的开关功能,一定程度上实现了通过外加栅压对编码超表面远场波束的强度调控,为设计透射式编码超表面的开关特性提供了思路。3.设计基于电场共振开口谐振结构THz超表面生物传感器对癌细胞进行检测与传感。结果表明设计的谐振结构在0.85 THz处的相应表面电流和电场分布显示了非双各向异性的共振特征。同时,高达106V/m的强局域电场使超表面具有感知介电环境变化的能力。当药物浓度从1μM增加到15μM以及作用时间从24小时延长到72小时,频率偏移Δf在数值上都发生了减小。从细胞浓度与Δf变化关系可知在抗癌药物作用下,癌细胞数量发生了减少。这表明顺铂对HSC3细胞具有有效的杀伤作用并诱导了癌细胞的凋亡过程。生物CCK-8试剂盒法测量的结果与超表面生物传感器测量的Δf变化趋势一致,证明了我们设计的超表面生物传感器在检测癌细胞浓度及凋亡过程具备一定的可行性,并从新的角度为癌细胞凋亡过程提供了物理参考。4.此外,基于非镜面对称设计的各向异性共振超表面也可用于肝癌细胞Hep G2和肺癌细胞A549的浓度测定。当Δf在每个偏振情况下达到最大值时,细胞浓度都对应于最大浓度5×105 cells/ml。而且超表面的Δf和FPS在一定癌细胞浓度下随偏振角度的变化表明可以在无需引入任何抗体的条件下仅基于雷达图中的封闭形状来区分和检测肺癌细胞A549和肝癌细胞Hep G2。鉴定的最低浓度降低至1×104cells/m L,并且这种鉴定在细胞浓度范围从104到105较大数量级范围内都可以保持有效性。除此之外,基于连续小波变换（CWT）方法建立了一套标准的癌细胞二维消光强度卡用于进一步识别和测定无标记癌细胞A549和Hep G2。为癌细胞的快速检测和无抗体识别提供了可能,是未来非免疫生物传感技术的一种潜在选择。5.针对液体生物样品的快速原位检测,制备并研究了微流道集成超表面多功能器件。通过在该平台中注入有机液体产生耗尽层,实验中可用于水含量测定以及THz波的主动调制。流体耗尽层的阻尼效应与超表面的共振响应平行式耦合实现了对THz波透射强度接近90%的调制深度和超过210°的相位差。另外,由连续小波变换得到的时频联合分析还揭示了含水量变化时的能量损耗。该器件也可以作为传感器平台用于检测各种化学溶液中的残余水含量。在IPA溶液微量水含量测定中,检出限接近6%。这种特性在很大程度上将微流集成超表面平台的功能广泛推广于其他领域特别是在生物传感方面,为未来生物传感检测中的芯片集成实验室制备提供了思路和条件。
二、生物传感器研究进展及应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、生物传感器研究进展及应用（论文提纲范文）
（1）双通道探针式81°倾斜光纤光栅原理及生物传感研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 光纤生物传感器的研究背景与意义 |
| 1.1.2 AFP的背景和检测意义 |
| 1.2 光纤生物传感器国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤SPR/LSPR生物传感器 |
| 1.2.2 石墨烯/氧化石墨烯集成光纤生物传感器 |
| 1.3 本课题主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 2 81°倾斜光纤光栅理论分析 |
| 2.1 81°倾斜光纤光栅的基本理论 |
| 2.1.1 81°倾斜光纤光栅的基本结构 |
| 2.1.2 81°倾斜光纤光栅的相位匹配条件 |
| 2.2 81°倾斜光纤光栅耦合模理论分析 |
| 2.2.1 光纤布拉格光栅耦合模原理 |
| 2.2.2 81°倾斜光纤光栅耦合模原理 |
| 2.3 81°倾斜光纤光栅数值分析 |
| 2.3.1 81°倾斜光纤光栅模式有效折射率计算 |
| 2.3.2 81°倾斜光纤光栅的光谱特性 |
| 2.3.3 81°倾斜光纤光栅的传感原理和特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 双通道探针式81°TFG传感器研究 |
| 3.1 探针式结构81°TFG传感器实现 |
| 3.2 双通道探针式81°TFG传感系统及光谱特性分析 |
| 3.2.1 双通道探针式81°TFG传感系统 |
| 3.2.2 双通道探针式81°TFG传感器光谱特性分析 |
| 3.2.3 双通道探针式81°TFG传感器折射率标定 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 双通道探针式81°TFG-LSPR免疫传感器研究 |
| 4.1 81°TFG-LSPR传感器原理和特性 |
| 4.2 双通道探针式81°TFG-LSPR免疫传感器制作 |
| 4.2.1 实验装置和所需试剂 |
| 4.2.2 双通道探针式81°TFG-LSPR免疫传感器表面修饰和生物功能化 |
| 4.2.3 双通道探针式81°TFG-LSPR免疫传感器表面修饰效果鉴定 |
| 4.3 AFP检测的性能及对照实验 |
| 4.4 AFP血清临床免疫检测实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（2）蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的制备及其传感性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 生物传感器的简介 |
| 1.2 过氧化物模拟酶的简介 |
| 1.3 有机-无机杂化纳米花的研究进展及应用 |
| 1.4 研究内容与创新点 |
| 2 血红蛋白-磷酸铜杂化纳米花的制备及基于该材料的H_2O_2荧光/比色双模式生物传感器的研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 试剂与仪器 |
| 2.1.2 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的制备 |
| 2.1.3 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的表征与分析 |
| 2.1.4 荧光/比色双模式生物传感器的构建 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的结构、组成及形貌研究 |
| 2.2.2 Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的生长机理研究 |
| 2.2.3 基于Hb-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的H_2O_2荧光/比色传感方法的研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 血红蛋白-磷酸锰杂化纳米花的制备及基于该材料的H_2O_2电化学生物传感器的研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 试剂与仪器 |
| 3.1.2 Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNFs的制备 |
| 3.1.3 Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNFs的表征与分析 |
| 3.1.4 修饰电极的制备 |
| 3.1.5 电化学测试 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNFs的形貌、组成、结构及构象研究 |
| 3.2.2 基于Hb-Mn_3(PO_4)_2 HNF的H_2O_2电化学传感研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 鸡蛋清-磷酸铜杂化纳米花模拟酶的制备及基于该材料的癌胚抗原比色生物传感器的研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 试剂与仪器 |
| 4.1.2 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的制备 |
| 4.1.3 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的表征与分析 |
| 4.1.4 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs@Biotin-NHS-Ab_2捕获探针的制备 |
| 4.1.5 CEA比色生物传感器的构建 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的形貌、组成和结构研究 |
| 4.2.2 CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的催化活性、催化机理及稳定性研究 |
| 4.2.3 基于CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs的CEA比色生物传感方法的研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于软硬酸碱理论的不同金属离子血红蛋白-磷酸盐杂化纳米花的制备及其催化性能研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 试剂与仪器 |
| 5.1.2 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的制备 |
| 5.1.3 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的催化活性分析 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的形貌、组成、结构及生长机理研究 |
| 5.2.2 Hb-M_3(PO_4)_2·nH_2O HNFs的催化活性研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 纸基原位生长鸡蛋清-磷酸钙杂化纳米花的制备及基于该材料的癌胚抗原免疫生物传感试纸研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 试剂与仪器 |
| 6.1.2 Hb-CEW-Cu_3(PO_4)_2 HNFs@Biotin-NHS-Ab_2捕获探针的制备 |
| 6.1.3 滤纸原位生长CEW-Ca_3(PO_4)_2 HNFs@Biotin-NHS-Ab_1捕获探针的制备 |
| 6.1.4 基于免疫生物传感试纸对CEA的可视化检测 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 杂化纳米花的形貌、组成及结构研究 |
| 6.2.2 基于杂化纳米花的CEA免疫生物传感试纸的研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及专利成果 |
（3）基于功能肽核酸探针的生物传感器构建及其在疾病标志物快速检测中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 疾病早期诊断生物标志物 |
| 1.2.1 DNA标志物与肿瘤的研究进展及检测技术 |
| 1.2.2 RNA标志物与肿瘤的研究进展及检测技术 |
| 1.2.3 活性蛋白与疾病的研究进展及检测技术 |
| 1.3 核酸生物传感器概述 |
| 1.3.1 构建原理与分类 |
| 1.3.2 研究进展与应用 |
| 1.4 肽核酸(PNA) |
| 1.4.1 PNA概述 |
| 1.4.2 PNA的结构与特性 |
| 1.4.3 PNA的合成与表征 |
| 1.4.4 PNA的杂交特性 |
| 1.4.5 功能PNA探针的设计原则 |
| 1.4.6 功能PNA探针的标记及修饰 |
| 1.5 PNA的研究现状与应用 |
| 1.5.1 基于功能PNA探针传感检测技术在疾病标志物诊断中的应用 |
| 1.5.2 基于功能PNA探针传感检测技术在细菌及食品安全监测中的应用 |
| 1.5.3 PNA在分子生物学研究中的应用 |
| 1.5.4 PNA在疾病诊疗中的应用 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 基于PNA探针和菁染料复合体系构建的比色传感器用于凝血酶的区分检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与材料 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 PNA探针的制备方法与合成步骤 |
| 2.2.4 PNA探针的表征与浓度的测定 |
| 2.2.5 PNA/TBA_(29)·DiSC_2(5)复合物吸光度测定 |
| 2.2.6 凝血酶及其他蛋白质的检测 |
| 2.2.7 胎牛血清中凝血酶样品检测 |
| 2.2.8 圆二色谱测定PNA/TBA_(29)·DiSC_2(5)复合物结构 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PNA探针的质谱分析 |
| 2.3.2 比色传感器的设计与构建 |
| 2.3.3 比色传感器对凝血酶的响应 |
| 2.3.4 检测机理的分析 |
| 2.3.5 实验条件优化 |
| 2.3.6 比色传感器对凝血酶的定量测定 |
| 2.3.7 比色传感器的特异性分析 |
| 2.3.8 比色传感器对实际样品的测定 |
| 2.3.9 PNA/TBA_(29)·DiSC_2(5)复合物结构变化测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于PNA-DNA_2三螺旋分子开关构建比色生物传感器及其在肿瘤细胞mi RNAs检测中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与材料 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.2.3 PNA探针的制备、表征与浓度测定 |
| 3.2.4 PNA-DNA_2三螺旋分子开关荧光测定 |
| 3.2.5 PNA-DNA_2·Di SC_2(5)复合物吸光度测定 |
| 3.2.6 Mi RNA-21及其他干扰物的检测 |
| 3.2.7 细胞培养 |
| 3.2.8 细胞中总RNA提取 |
| 3.2.9 实际样品miRNA-21的检测 |
| 3.2.10 PNA-DNA_2三螺旋分子开关对于miRNA-141的响应策略 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PNA探针的质谱分析 |
| 3.3.2 比色传感器的设计与构建 |
| 3.3.3 检测机理的分析 |
| 3.3.4 PNA-DNA_2三螺旋结构验证 |
| 3.3.5 荧光传感器对miRNA-21的响应及定量测定 |
| 3.3.6 比色传感器对miRNA-21的响应 |
| 3.3.7 实验条件优化 |
| 3.3.8 比色传感器对miRNA-21的定量检测 |
| 3.3.9 比色传感器的特异性分析 |
| 3.3.10 比色传感器对实际样品的测定 |
| 3.3.11 比色传感器对miRNA-141的响应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于PNA探针和单壁碳纳米管-氯化血红素复合纳米材料构建的比色传感器检测单核苷酸多态性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与材料 |
| 4.2.2 仪器和设备 |
| 4.2.3 PNA探针的制备、表征与浓度测定 |
| 4.2.4 SWCNTs的制备及hemin-SWCNTs复合纳米材料的自组装 |
| 4.2.5 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的表征 |
| 4.2.6 酶动力学实验 |
| 4.2.7 基于S1酶的单核酸多态性检测 |
| 4.2.8 细胞培养及细胞裂解液提取 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PNA探针的质谱分析 |
| 4.3.2 比色传感器的设计与构建 |
| 4.3.3 检测机理的分析 |
| 4.3.4 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的表征 |
| 4.3.5 Hemin-SWCNTs复合纳米材料组装条件优化 |
| 4.3.6 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的催化活力 |
| 4.3.7 Hemin-SWCNTs复合纳米材料的催化条件优化 |
| 4.3.8 比色传感器对单核苷酸多态性的响应能力 |
| 4.3.9 传感条件优化 |
| 4.3.10 比色传感器特异性探究 |
| 4.3.11 比色传感器检测灵敏度探究 |
| 4.3.12 比色传感器对实际样品的测定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略语说明 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于垂直杂原子掺杂单壁碳纳米管复合金属材料的电化学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 我国有机磷农药概述 |
| 1.2 有机磷农药的检测方法 |
| 1.2.1 气相色谱法 |
| 1.2.2 高效液相色谱法 |
| 1.2.3 光谱法 |
| 1.3 电化学生物传感器法 |
| 1.4 乙酰胆碱酯酶生物传感器 |
| 1.5 酶的固定技术 |
| 1.5.1 吸附法 |
| 1.5.2 包埋修饰法 |
| 1.5.3 交联法 |
| 1.5.4 共价键合法 |
| 1.6 纳米材料 |
| 1.6.1 纳米金 |
| 1.6.2 单壁碳纳米管 |
| 1.6.3 铁族金属磷化物 |
| 1.7 论文研究的意义及内容 |
| 1.7.1 论文研究的意义 |
| 1.7.2 论文研究的内容 |
| 1.7.3 论文技术路线图 |
| 第二章 基于垂直氮掺杂单壁碳纳米管负载纳米金的生物传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及方法 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 氮掺杂单壁碳纳米管的制备 |
| 2.2.4 垂直氮掺杂单壁碳纳米管的制备 |
| 2.2.5 生物传感器的制备 |
| 2.2.6 实际样品的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 氮掺杂拉曼表征 |
| 2.3.2 垂直碳纳米管原子力显微镜表征 |
| 2.3.3 循环伏安图 |
| 2.3.4 电化学阻抗谱 |
| 2.3.5 pH值的影响 |
| 2.3.6 底物浓度与离子强度的影响 |
| 2.3.7 有机磷农药的检测 |
| 2.3.8 重复性与稳定性 |
| 2.3.9 实际样品分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于垂直磷掺杂单壁碳纳米管负载铁族金属磷化物的全水解催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及方法 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 磷掺杂单壁碳纳米管的制备 |
| 3.2.4 全水解催化剂的合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 能量色散图与原子力显微镜表征 |
| 3.3.2 电催化剂的电化学双层电容 |
| 3.3.3 电化学阻抗谱 |
| 3.3.4 催化剂极化曲线 |
| 3.3.5 稳定性测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）植物生理传感器的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 植物生理传感器的研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 植物生理传感器在农业上的应用 |
| 1.2.2 植物外部形态传感器的研究现状和发展趋势 |
| 1.2.3 植物内部生理传感器的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 本论文各章节的主要内容 |
| 第二章 电化学基础理论和测试技术 |
| 2.1 电化学基础理论 |
| 2.1.1 电化学反应本质 |
| 2.1.2 电化学界面经典等效电路模型 |
| 2.1.3 电化学检测体系 |
| 2.2 电化学直流测试技术 |
| 2.2.1 循环伏安法 |
| 2.2.2 差分脉冲法 |
| 2.2.3 方波伏安法 |
| 2.2.4 计时电流法 |
| 2.3 电化学交流阻抗测试技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电化学生物传感器的理论与设计 |
| 3.1 电化学传感器的基础理论和分类 |
| 3.1.1 电化学传感器的基础理论 |
| 3.1.2 比率型电化学生物传感器的分类 |
| 3.2 电化学生物传感器的放大策略 |
| 3.2.1 纳米材料放大技术 |
| 3.2.2 酶催化放大技术 |
| 3.2.3 目标物循环放大技术 |
| 3.2.4 DNA自组装放大技术 |
| 3.3 电极传感界面的修饰组装方法 |
| 3.3.1 共价键结合法 |
| 3.3.2 滴涂法 |
| 3.3.3 电化学方法 |
| 3.3.4 吸附法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 葡萄糖电化学生物传感器的制备与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 葡萄糖电化学生物传感器的制备 |
| 4.2.3 黄瓜的培育 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 修饰过程的形貌表征 |
| 4.3.2 传感器制备的可行性分析 |
| 4.3.3 实验条件的优化 |
| 4.3.4 传感器的性能表现 |
| 4.3.5 活体检测黄瓜中的葡萄糖 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 弱电流测量电路的设计及实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 测量电路的总体设计方案 |
| 5.3 测量电路的硬件设计 |
| 5.3.1 恒电位电路 |
| 5.3.2 微弱电流信号采集与放大电路 |
| 5.3.3 I-V转换电路 |
| 5.3.4 信号调理电路的设计 |
| 5.3.5 电源电路设计 |
| 5.3.6 电路调试与PCB板加工 |
| 5.4 测量电路的软件设计 |
| 5.5 测量电路的测试与验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 学位期间发表文章目录 |
| 致谢 |
（6）钛氧化物半导体光电化学生物传感器的构建及其在生物检测中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光电化学原理及研究进展 |
| 1.1.1 光电化学原理 |
| 1.1.2 光电化学半导体材料 |
| 1.1.3 光电化学研究进展 |
| 1.2 光电化学生物传感器简介 |
| 1.2.1 光电化学生物传感器的研究背景与研究意义 |
| 1.2.2 光电化学生物传感器的工作原理 |
| 1.2.3 光电化学生物传感器的种类及应用 |
| 1.3 基于钛氧化物(TiO_x)半导体材料的光电化学生物传感器的研究进展 |
| 1.3.1 钛氧化物半导体材料的特点 |
| 1.3.2 TiO_x基半导体材料的光电化学生物传感器的研究进展 |
| 1.4 本论文研究目的及研究内容 |
| 1.4.1 研究目的与意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于不同晶相TiO_2半导体材料的比率型光电化学生物传感器的构建以及用于磷酸化多肽的高灵敏识别 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料与试剂 |
| 2.2.2 设备与仪器 |
| 2.2.3 金红石相二氧化钛纳米线的制备 |
| 2.2.4 锐钛矿相二氧化钛纳米管的制备 |
| 2.2.5 光电化学测定 |
| 2.2.6 从实际样品中提取多肽的方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 两种不同晶相TiO_2 材料的理论结构对比 |
| 2.3.2 两种不同晶相TiO_2 材料的晶体结构与形貌表征 |
| 2.3.3 人工设计多肽序列的PEC检测 |
| 2.3.4 天然多肽序列的PEC检测 |
| 2.3.5 实际样品中磷酸化多肽的PEC检测 |
| 2.3.6 PEC传感机理验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 第三章 缺陷调控TiO_2纳米管光子晶体耦合等离子纳米颗粒的光电化学生物传感器的构建及其在活体生物分析中的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料与试剂 |
| 3.2.2 设备与仪器 |
| 3.2.3 密度泛函理论计算 |
| 3.2.4 金/体相和表面缺陷态二氧化钛纳米管光子晶体(Au/bsDE-TiO_2 NTPCs)的制备 |
| 3.2.5 PEC适配体传感器的构建过程 |
| 3.2.6 光电极和适配体传感器的PEC性能测定 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 DFT计算分析 |
| 3.3.2 Au/bsDE-TiO_2 NTPCs适配体传感器的构建方案 |
| 3.3.3 Au/bsDE-TiO_2 NTPCs电极材料的形貌表征 |
| 3.3.4 Au/bsDE-TiO_2 NTPCs电极材料的结构表征 |
| 3.3.5 Au/bsDE-TiO_2 NTPCs材料的NIR光电性能测试及机理阐述 |
| 3.3.6 NIR适配体传感器的PEC传感性能测定及其传感机理阐述 |
| 3.3.7 NIR适配体传感器的活体分析性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 第四章 杂化二维TiO_x光子晶体-等离子体谐振器的构建及其在可见光区光电化学生物传感中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料与试剂 |
| 4.2.2 设备与仪器 |
| 4.2.3 TiO_x纳米凹坑的制备 |
| 4.2.4 Au/TiO_x的制备 |
| 4.2.5 PEC适配体传感器的构建 |
| 4.2.6 Au/TiO_x的 PEC性能和PEC传感 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Au/TiO_x谐振器及PEC适配体传感器的构建 |
| 4.3.2 TiO_x和 Au/TiO_x谐振器的光学表现及形貌表征 |
| 4.3.3 时域有限差分(FDTD)仿真模拟 |
| 4.3.4 结构和表面化学组成表征 |
| 4.3.5 PEC和生物传感性能验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 第五章 光子—等离子体协同共振体系的合理化构建用于实现近红外Ⅱ区响应的光电化学活体生物传感 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料与试剂 |
| 5.2.2 设备与仪器 |
| 5.2.3 NIR Ⅱ-Au/TiO_x的制备 |
| 5.2.4 PEC细胞传感器的构建 |
| 5.2.5 PEC细胞传感器的性能测定 |
| 5.2.6 PEC细胞传感器选择性机理 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 光子—等离子体协同共振体系的构建及形貌表征 |
| 5.3.2 谐振器的协同共振特性及FDTD光学模拟 |
| 5.3.3 谐振器的光学和能带结构分析 |
| 5.3.4 谐振器的PEC与细胞传感器的活体分析性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 第六章 工作总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 攻读博士期间发表或撰写的论文 |
| 致谢 |
| 附录 :伦理审查 |
（7）具有双重信号放大功能的电化学生物传感器的制备与研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 引言 |
| 文献综述 |
| 1 生物传感器 |
| 1.1 生物传感器的原理 |
| 1.2 生物传感器的分类 |
| 1.3 生物传感器的应用 |
| 2 电化学生物传感器 |
| 2.1 电化学生物传感器的原理 |
| 2.2 电化学生物传感器的分类及应用 |
| 2.2.1 酶电极传感器 |
| 2.2.2 电化学微生物传感器 |
| 2.2.3 电化学免疫传感器 |
| 2.2.4 电化学组织传感器 |
| 2.2.5 电化学DNA传感器 |
| 参考文献 |
| 第一章 基于DNA功能化金纳米粒子和纳米复合修饰电极的电化学Pb~(2+)生物传感器 |
| 1 试剂与仪器 |
| 1.1 试剂 |
| 1.2 仪器 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验中所用溶液的配制 |
| 2.1.1 0.1MPBS溶液的配制 |
| 2.1.2 10~(-3)M铁氰化钾溶液的配制 |
| 2.1.3 醋酸盐缓冲溶液(pH5.2)的配制 |
| 2.1.4 0.1%十二烷基硫酸钠的磷酸盐缓冲液(pH7.3)的配制 |
| 2.2 Pb~(2+)特异性脱氧核酶的制备 |
| 2.3 金纳米粒子(AuNP)的制备 |
| 2.4 DNA功能化金纳米粒子的制备 |
| 2.5 石墨烯(NGP)的制备 |
| 2.6 AuNP/NGP纳米复合材料的制备 |
| 2.7 avidin/AuNP/NGP/Nafion/GCE的制备 |
| 2.8 生物传感器的制备 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 电化学生物传感器的设计 |
| 3.2 AuNP上负载的DNAzyme和信号DNA比值的计算 |
| 3.2.1 金离子化学发光(CL)强度校准曲线的制备 |
| 3.2.2 荧光校准曲线的制备 |
| 3.2.3 用Pb~(2+)介导的DNAzyme和信号DNA修饰AuNP的定量研究 |
| 3.2.4 负载在金纳米粒子上的Pb~(2+)介导的DNAzyme的定量 |
| 3.3 DFNP的探测效率分析 |
| 3.4 实验条件的优化 |
| 3.4.1 DNA酶裂解时间 |
| 3.4.2 DNA酶裂解pH值 |
| 3.5 目标Pb~(2+)的电化学检测 |
| 3.6 生物传感器的选择性 |
| 3.7 实际样品分析 |
| 3.7.1 中药材重金属离子检测 |
| 3.7.2 湖水重金属离子检测 |
| 4 结论 |
| 第二章 基于催化发夹组装和双二茂铁标记的电化学miRNA生物传感器 |
| 1 试剂与仪器 |
| 1.1 试剂 |
| 1.2 仪器 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 3,5-双二茂铁氧基苯甲酸(6)的制备 |
| 2.1.1 α-氯乙酰二茂铁(2)的制备 |
| 2.1.2 2-氯乙基二茂铁(3)的制备 |
| 2.1.3 3,5-双二茂铁氧基苯甲酸甲酯(5)的制备 |
| 2.1.4 3,5-双二茂铁氧基苯甲酸(6)的制备 |
| 2.2 电化学检测所用溶液的配制 |
| 2.2.1 0.1MPBS溶液的配制 |
| 2.2.2 10-3M铁氰化钾溶液的配制 |
| 2.3 生物传感器的制备 |
| 2.3.1 电极的预处理 |
| 2.3.2 发夹探针1的自组装 |
| 2.3.3 催化发夹组装 |
| 2.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
| 2.4.1 聚丙烯酰胺凝胶的制备 |
| 2.4.2 电泳 |
| 2.4.3 染色 |
| 3 结果和讨论 |
| 3.1 电化学生物传感器的设计 |
| 3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳结果分析 |
| 3.3 生物传感器的特性 |
| 3.3.1 循环伏安法实验 |
| 3.3.2 交流阻抗法实验 |
| 3.4 实验条件的优化 |
| 3.4.1 体系pH值 |
| 3.4.2 杂交温度 |
| 3.4.3 发夹探针1自组装时间 |
| 3.4.4 杂交时间 |
| 3.5 目标miRNA-21的电化学检测 |
| 3.6 电化学生物传感器的分析性能 |
| 3.7 实际样品分析 |
| 4 结论 |
| 结语 |
| 1 课题意义 |
| 2 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简历 |
（8）基于碳和纳米金构建电化学传感器对转基因烟草14-3-3基因转录及蛋白表达水平检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 14-3-3蛋白的结构特征 |
| 1.2 14-3-3蛋白的功能与生理作用 |
| 1.2.1 14-3-3蛋白在植物中的功能与生理作用 |
| 1.2.2 14-3-3蛋白在动物中的功能与生理作用 |
| 1.3 检测14-3-3蛋白的现有技术和方法 |
| 1.4 制备夹心免疫传感器的原理和技术 |
| 1.4.1 制备夹心免疫传感器的原理 |
| 1.4.2 制备夹心免疫传感器的技术 |
| 1.5 制备电化学DNA传感器的原理和技术 |
| 1.5.1 制备电化学DNA传感器的原理 |
| 1.5.2 制备电化学DNA传感器的技术 |
| 1.6 电化学传感器的应用与研究进展 |
| 1.6.1 丝网印刷电极概述 |
| 1.6.2 电化学DNA传感器的研究进展 |
| 1.6.3 电化学夹心免疫传感器的研究进展 |
| 1.7 传感器的实际应用分析 |
| 1.7.1 DNA传感器的实际应用分析 |
| 1.7.2 夹心免疫传感器的实际应用分析 |
| 1.8 本研究目的及意义 |
| 第二章 基于金胶/壳聚糖复合物制备DNA传感器检测转基因烟草的14-3-3基因转录水平 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与材料 |
| 2.2.2 金胶/壳聚糖复合物制备 |
| 2.2.3 烟草叶的总RNA提取 |
| 2.2.4 cDNA合成 |
| 2.2.5 RT-PCR |
| 2.2.6 传感器电极的制备 |
| 2.2.7 DNA探针的固定 |
| 2.2.8 DNA杂交 |
| 2.2.9 嵌入指示剂及传感器检测 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 RT-PCR分析14-3-3g基因烟草叶的转录水平 |
| 2.3.2 修饰电极的电化学表征 |
| 2.3.3 亚甲基蓝在修饰电极上的差分脉冲伏安曲线 |
| 2.3.4 DNA传感器的选择性 |
| 2.3.5 制作标准曲线 |
| 2.3.6 电化学检测转基因烟草RNA的样品 |
| 2.3.7 电化学检测转基因烟草cDNA的样品 |
| 2.4 讨论 |
| 第三章 基于金胶/多壁碳纳米管复合物制备免疫传感器检测转基因烟草的14-3-3蛋白含量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 {Anti-14-3-3-Au-CAT}纳米探针的合成和表征 |
| 3.2.3 SPCE│MWCNTs-Au-anti-14-3-3-14-3-3p-{Anti-14-3-3-Au-CAT}免疫型传感器制备原理 |
| 3.2.4 SPCE│MWCNTs-Au-Anti-14-3-3-14-3-3p-{Anti-14-3-3-Au-CAT}免疫型传感器的检测方法 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 免疫传感器的电化学表征 |
| 3.3.2 {Anti-14-3-3-Au-CAT}纳米探针复合物的紫外可见吸收光谱表征 |
| 3.3.3 测定条件的优化 |
| 3.3.4 免疫传感器对14-3-3蛋白的安培检测 |
| 3.3.5 传感器实际检测结果的精准度和存储稳定性 |
| 3.4 讨论 |
| 第四章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读学位其间发表论文目录) |
（9）基于免疫传感新方法的外源蛋白分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略语表 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物传感器的研究概述 |
| 1.2.1 生物传感器的原理和组成 |
| 1.2.2 生物传感器的分类及发展 |
| 1.2.3 生物传感器的评价标准 |
| 1.3 免疫传感器的研究概述 |
| 1.3.1 免疫传感器的原理和特点 |
| 1.3.2 免疫传感器的分类 |
| 1.3.3 免疫传感器中免疫识别试剂的固定化技术研究 |
| 1.3.4 免疫传感器的发展趋势 |
| 1.4 电致化学发光免疫传感器的研究进展 |
| 1.4.1 电致化学发光概述 |
| 1.4.2 电致化学发光主要体系及其机理研究 |
| 1.4.2.1 酰肼类化合物电致化学发光体系 |
| 1.4.2.2 金属配合物电致化学发光体系 |
| 1.4.2.3 量子点电致化学发光体系 |
| 1.4.3 电致化学发光免疫传感器及其分类 |
| 1.4.3.1 标记型电致化学发光免疫传感器 |
| 1.4.3.2 免标记型电致化学发光免疫传感器 |
| 1.5 电化学免疫传感器的研究进展 |
| 1.5.1 电化学免疫传感器的原理 |
| 1.5.2 电化学免疫传感器的分类 |
| 1.5.2.1 电位型免疫传感器 |
| 1.5.2.2 电流型免疫传感器 |
| 1.5.2.3 电导型免疫传感器 |
| 1.5.2.4 电容型免疫传感器 |
| 1.5.2.5 电阻型免疫传感器 |
| 1.5.3 电化学免疫传感器的展望 |
| 1.6 用于POCT分析的微型化生物传感器的研究进展 |
| 1.6.1 POCT的概念及特点 |
| 1.6.2 POCT的常用技术 |
| 1.6.3 用于POCT分析的微型化生物传感器研究进展 |
| 1.6.3.1 基于手持式设备构建微型生物传感器 |
| 1.6.3.2 基于微流控平台构建微型生物传感器 |
| 1.6.3.3 基于丝网印刷电极构建微型生物传感器 |
| 1.7 纳米材料在免疫传感分析中的应用研究 |
| 1.7.1 作为固相载体 |
| 1.7.2 作为信号探针 |
| 1.7.3 作为探针载体 |
| 1.8 论文设计思想 |
| 第二章 高灵敏免标记电致化学发光免疫传感器用于转基因作物中外源蛋白PAT/bar定量分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 样品提取 |
| 2.3.2 氨基化CNPs和 CNPs-anti-PAT复合物的制备 |
| 2.3.3 免疫传感器的制备 |
| 2.3.4 电致化学发光免疫传感器分析步骤 |
| 2.4 结果分析 |
| 2.4.1 电致化学发光免疫传感器表征 |
| 2.4.2 检测条件的优化 |
| 2.4.3 电致化学发光免疫传感器的特异性、重复性和稳定性考察 |
| 2.4.4 转基因油菜RF3的检测 |
| 2.4.5 电致化学发光免疫传感器适用性评价 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 结论 |
| 第三章 便携式电化学免疫传感器用于外源蛋白CP4-EPSPS高灵敏POCT定量分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 样品提取 |
| 3.3.2 双标记AuNPs的制备 |
| 3.3.3 电化学免疫传感器的制备 |
| 3.3.4 用于POCT分析的便携电化学免疫传感器的制备 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 电化学免疫传感器表征 |
| 3.4.2 检测条件的优化 |
| 3.4.3 电化学免疫传感器的特异性、重复性和稳定性考察 |
| 3.4.4 CP4-EPSPS的检测 |
| 3.4.5 转基因作物的POCT分析 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 结论 |
| 第四章 高灵敏免疫传感平台用于外源蛋白Cry1Ab一步式定量分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 仪器 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 样品提取 |
| 4.3.2 免疫磁珠的制备 |
| 4.3.3 双标记AuNPs的制备 |
| 4.3.4 分析步骤 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.4.1 双标记AuNPs探针的表征 |
| 4.4.2 检测条件的优化 |
| 4.4.3 .Cry1Ab的检测 |
| 4.4.4 免疫传感平台的特异性、重复性和稳定性考察 |
| 4.4.5 转基因作物检测的应用 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 结论 |
| 第五章 全文总结及展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）基于石墨烯人工电磁编码超表面对THz波调控及超表面生物传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电磁超构材料历史起源 |
| 1.2.1 三维电磁超构材料 |
| 1.2.2 二维电磁超表面 |
| 1.2.3 动态可调控超表面 |
| 1.3 THz波的产生及特性 |
| 1.3.1 THz波辐射源 |
| 1.3.2 THz波特性 |
| 1.4 电磁超表面THz调制器 |
| 1.4.1 半导体复合THz超表面 |
| 1.4.2 石墨烯复合THz超表面 |
| 1.4.3 THz数字编码超表面 |
| 1.5 电磁超表面THz生物传感器 |
| 1.5.1 生物分子传感 |
| 1.5.2 微生物传感 |
| 1.5.3 癌细胞传感 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第2章 THz超表面的分析、制备及测试方法 |
| 2.1 电磁场理论基础及FDTD算法 |
| 2.1.1 波动方程 |
| 2.1.2 Yee氏 FDTD数值算法 |
| 2.1.3 电磁场软件CST简介 |
| 2.2 小波变换分析 |
| 2.3 石墨烯介电特性模型 |
| 2.4 超表面样品制备及生物细胞培养 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于石墨烯金属复合THz动态编码超表面的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单元结构设计 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 THz波段编码单元反射特性仿真 |
| 3.3.2 反射式聚焦超表面 |
| 3.3.3 1-bit动态编码超表面 |
| 3.3.4 2-bit编码超表面散射特性 |
| 3.4 实验加工可行性方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于石墨烯复合全介质THz编码超表面的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构设计与器件制备 |
| 4.3 石墨烯全介质复合超表面电磁特性分析 |
| 4.3.1 单元结构强度和相位响应 |
| 4.3.2 石墨烯栅压对全介质编码超表面的调制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于电场共振开口谐振结构的THz超表面生物传感器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传感结构单元设计及实验方法 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 器件电磁响应及生物传感器理论设计 |
| 5.3.2 HSC3 口腔癌细胞浓度及凋亡率检测 |
| 5.4 超表面生物传感机理模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于THz偏振敏感的各向异性超表面生物传感器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单元结构设计 |
| 6.3 实验分析与结果讨论 |
| 6.3.1 各向异性超表面生物传感性能 |
| 6.3.2 用于癌细胞检测和识别的超表面二维电磁特征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 基于微流体集成超表面的THz多功能器件 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结构设计与制备 |
| 7.3 实验分析与结果讨论 |
| 7.3.1 MIMs谐振特性分析及谐振子模型 |
| 7.3.2 基于小波变换的液体阻尼效应分析 |
| 7.3.3 微流体集成超表面的THz调制器及水含量传感器 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、生物传感器研究进展及应用（论文参考文献）
- [1]双通道探针式81°倾斜光纤光栅原理及生物传感研究[D]. 吕清明. 重庆理工大学, 2021(02)
- [2]蛋白质-磷酸盐杂化纳米花的制备及其传感性能研究[D]. 高娇娇. 陕西科技大学, 2021
- [3]基于功能肽核酸探针的生物传感器构建及其在疾病标志物快速检测中的应用研究[D]. 徐梦佳. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2020(02)
- [4]基于垂直杂原子掺杂单壁碳纳米管复合金属材料的电化学研究[D]. 徐明华. 西北大学, 2020(02)
- [5]植物生理传感器的设计与实现[D]. 朱春辉. 东北石油大学, 2020(03)
- [6]钛氧化物半导体光电化学生物传感器的构建及其在生物检测中的应用研究[D]. 付百赫. 华东师范大学, 2020
- [7]具有双重信号放大功能的电化学生物传感器的制备与研究[D]. 张晶. 江西中医药大学, 2020
- [8]基于碳和纳米金构建电化学传感器对转基因烟草14-3-3基因转录及蛋白表达水平检测研究[D]. 杨康兵. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]基于免疫传感新方法的外源蛋白分析研究[D]. 高鸿飞. 华中农业大学, 2020(02)
- [10]基于石墨烯人工电磁编码超表面对THz波调控及超表面生物传感器的研究[D]. 张璋. 天津大学, 2020(01)