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纳米材料由于具有比表面积大、表面能高、生物相容性良好等独特性质,被广泛应用到生物传感器的酶电极制作中。其中,一维半导体纳米材料具有稳定的半导体性质并且能与现代半导体技术相兼容,因而利用其来固定生物分子是生物传感研究的一大热点。应用纳米结构材料作为功能材料,实现了固定生物分子的同时还能够保持其分子活性,对传感器的灵敏度有很好的增强作用。
本论文针对硫化镉半导体纳米材料在生物传感领域的发展应用开展了相关工作,取得了如下一些研究结果:
(1)ITO玻璃表面CdS纳米棒阵列的可控制备采用导电性能和光透性良好的ITO玻璃作为反应基底,利用一步溶液化学的方法在其表面成功制备出CdS纳米棒阵列,利用SEM、电化学工作站等手段对产物进行了表征,确定了合成均一的、电化学性能良好的CdS纳米棒的最佳条件,并初步探讨了其形成机理。
(2)在ITO-CdS表面修饰贵金纳米颗粒,有效地提高了电极的电化学性能为进一步提高ITO-CdS半导体纳米棒阵列电极的电化学性能,为下一步生物传感作准备,我们研究了几种固定金纳米颗粒的方法,分别是:用高分子材料壳聚糖(CS)固定金纳米颗粒、真空蒸镀金、电化学沉积法,通过对比这三种方法所得电极的形貌和电化学性能,发现电化学沉积法最利于提高电极的电化学性能。
(3)ITO-CdS-Au电极成功用于葡萄糖检测我们以葡萄糖作为检测对象,进行了电化学传感方面的应用检测,从实验结果可以得出1TO-CdS.Au电极的检测葡萄糖极限大约为38μM,电极灵敏度大约为5.9μA·mM-1,而且其线性范围较好。我们综合了CdS纳米棒阵列和金纳米颗粒的优点,发展出了一种新型的电化学生物传感电极。