张贤珍[1]2003年在《压电生物传感与分子印迹的研究》文中认为压电生物传感器利用石英晶体的压电效应，将传感器电极上吸附的质量变化转变成频率的变化，它具有灵敏度高、不需标记等优点。分子印迹是用合成技术制备模拟抗体、受体等有效方法。论文主要研究了压电生物传感器电极上蛋白质的固定方法、固定化酶与有机磷化合物的作用以及分子印迹聚合物的原位合成。对电极上蛋白质的固定方法，论文依次讨论了金电极对牛血清蛋白（BSA）的吸附与溶液的pH值、溶液浓度的关系，戊二醛交联固定牛血清蛋白以及用戊二醛、牛血清蛋白固定乙酰胆碱酯酶的合适条件。结果表明：溶液的pH值对牛血清蛋白在传感器电极上的吸附影响较大，其中pH=7时，金电极对牛血清蛋白的吸附遵循Langmuir 吸附等温式；戊二醛含量一定时，电极上固定的牛血清蛋白随着所使用溶液浓度的增加逐渐增大；固定乙酰胆碱酯酶的合适条件是： 戊二醛10%、牛血清蛋白0.1mg/mL、乙酰胆碱酯酶0.1mg/mL。论文并讨论了牛血清蛋白在压电生物传感器金电极上的吸附动力学行为。论文研究了固定在传感器金电极上的乙酰胆碱酯酶与有机磷化合物—敌百虫的相互作用，得出了不同浓度的敌百虫溶液作用的频率-时间曲线，结果表明：在实验浓度范围内，反应速率与溶液浓度成线性关系，即对敌百虫而言，反应为一级反应，反应速率常数K0=5.658×106m3(s-2(kg-1。依据反应过程中频率-时间变化曲线以及反应速率-时间的关系，拟合出经验公式，并用此经验公式对实验数据进行处理，结果表明：反应初始速率与敌百虫的溶液浓度成线性关系，反应速率常数k = 3.88×106 m3(s-2(kg-1。对于分子印迹聚合物的原位合成，论文中讨论了模板分子（氯霉素）与功能单体（甲基丙烯酸二乙氨基乙酯）的比例，对氯霉素分子印迹聚合物的影响，并得出分子印迹反应的速率与功能单体的浓度平方成正比。论文最后讨论了压电生物传感器与分子印迹技术的发展趋势。
张朝晖[2]2005年在《新型印迹压电仿生传感器的研究》文中指出自从压电传感器成功应用到液相以来,许多研究工作者对其展开了大量的研究和探讨。然而由于压电传感器本身固有的缺点?缺乏选择性的识别能力,在很大程度上限制了它的实际应用。为此,研究工作者提出了多种新技术来弥补这一缺陷。分子印迹技术以其独特的优势,得到广泛关注。最近20多年来,研究工作者对分子印迹技术的原理,制备方法以及应用进行了广泛的探讨。尽管在印迹压电传感器领域也进行了大量的研究,但是绝大多数的印迹传感材料都是采用常规的研磨/过筛法制备。这样制备的印迹传感材料的形状不规则、有效结合率低,并且制备过程一般都在有机溶剂中进行,不能用于生物大分子等物质的印迹聚合。到目前为止,还没有发现对印迹压电传感器的各种影响因素作系统探讨的研究。因此,本论文提出了印迹聚合微球和印迹聚合后微球新技术,以及多种溶胶-凝胶印迹聚合膜新技术。研究结果表明所提出的新印迹传感器具有较常规印迹传感器更优的性能。并且还详细探讨了印迹传感器的各种影响因素(交联度、提取效应和尺寸效应),有利于印迹传感器的实际应用。具体工作如下:第一部分:印迹微球压电仿生传感器的研究1.微球传感器的研究。以潘生丁为模板分子,提出沉淀聚合微球新技术,直接将印迹聚合物制备成微球型颗粒,并结合压电传感技术制成印迹微球仿生压电传感器。采用Scatchard分析法,估算出印迹微球聚合物的离解常数和最大饱和结合量。研究结果表明该印迹微球仿生压电传感器比常规法制备的印迹传感器具有更好的响应性能、稳定性和选择性,并成功用于人血液和尿液中潘生丁的检测。该制备方法过程简单,解决了传统的分子印迹技术需要研磨/过筛等一系列费事、费时的烦琐程序,所制备的印迹微球具有良好的选择性和稳定性,具有较低的检测限,有利于印迹传感器的实际应用。2.后微球压电传感器的研究。提出沉淀聚合后微球新技术,成功制备了潘生丁印迹后微球聚合物,并研制了相应的印迹后微球仿生压电传感器。采用透射电镜(TEM)可以观察到印迹后微球聚合物的尺寸约为150 nm和中间存在的印迹空穴。分别探讨了印迹后微球仿生压电传感器的响应性能、稳定性和选择性。结果表明该传感器对模板分子的响应要比印迹微球压电仿生传感器更灵敏。第二部分:新型溶胶-凝胶印迹压电传感器的研究1.立体选择性印迹溶胶-凝胶传感器的研究。采用溶胶-凝胶技术,无需预保护氨基酸模板分子,直接通过水解和浓缩有机硅烷化试剂在石英晶体电极表面印迹L-组氨酸,成功制备印迹压电传感器。采用压电技术和电化学阻抗技术分别探
廖海平[3]2004年在《基于电化学阻抗和压电石英微天平的分子印迹传感器的研制》文中提出化学／生物传感器的研制已成为分析化学和生物化学领域中一个非常重要和令人感兴趣的课题，人们已对此作出了深入广泛的研究。合成一种能特异性结合目标分子的模拟生物受体是生物有机化学的一个长期目标。最近二十多年来，人们发展了一种全新的合成“人工抗体”的方法，即分子印迹技术。其基本原理是将待分析目标分子作为模板，与功能化单体、交联剂一起发生聚合反应，功能单体和交联剂聚合生成高度交联的聚合物，单体上的特定基团与印迹分子可逆地结合在一起，然后将印迹分子抽提出来。这样通过“量身定做”，在聚合物的骨架上便留下了与印迹分子在空间结构和化学官能团两方面均互补的识别部位(空穴)。相对于生物识别元素，分子印迹聚合物有多方面的特点和优势。电容传感器是基于平板电容模型的一种新型传感器，其电容值取决于介电层厚度和介电常数。电容传感器具有检测限低、响应快、可提供界面实时信号等特点，对一些非电活性物质的检测具有独特优势。近半个世纪来压电传感技术在理论方面取得了长足进展，在生命科学研究中应用非常广泛，如临床免疫学、血液流变学、生物化学及分子生物学等众多领域。 基于上述叁种技术，本文开展以下几个方面的研究工作： 1．分别以L-组氨酸和D-组氨酸为模板分子，采用电化学方法合成了非共价型分子印迹聚合物膜。用交流阻抗法和压电石英晶体技术表征了膜的空间特异性选择性。 2．以间氨基酚为单体电合成了替加氟分子印迹聚合物膜，以此膜为敏感元件构建了电容传感器。同时采用压电石英微天平技术验证了膜的印迹效果。 3．制备了基于分子印迹聚合物修饰电极的电容传感器，结合压电石英微天平检测了组胺以及结构类似物。 4．以丙烯酰胺为单体，二亚甲基双丙烯酰胺为交联剂电合成了分子印迹聚合物膜，分别用交流阻抗法和压电石英晶体技术表征了膜对具有抗癌活性和抗衰老功用的7-羟基黄酮的选择性结合能力。
李海燕[4]2004年在《印迹聚合物压电仿生传感器的应用研究》文中进行了进一步梳理压电传感器分析技术相对于传统复杂的分析方法而言，具有操作简单、成本低廉、实时快捷等优点。压电传感器的核心部分——识别元件，通常采用具有高亲和选择性的生物实体，但大多数生物实体操作稳定性差，不利于在极端环境下使用。因此，寻找更加稳定的且具有与生物实体相似的专一识别性的识别元件对于压电传感器的研制具有深远的意义。 分子印迹技术是近年发展起来的一项抗体仿造技术，基于该技术制备的分子印迹聚合物具有和生物实体相似的亲合性和选择性，而物化性能大大优于生物实体，其造价便宜，抗恶劣环境能力强、稳定性好、使用寿命长、应用范围广。因此将印迹技术与压电传感器相结合，可以大大拓展传感器的使用范围，降低造价，延长使用寿命。 论文使用的是拥有自主知识产权的Excesen 2.0压电生物传感实时分析平台，主要研究了在传感电极表面氯霉素印迹聚合物膜的原位合成，在此基础上考察了MIP压电芯片对氯霉素的定性定量检测能力。将原位印迹聚合物膜的制备技术引入到传感器技术中，可以避免敏感膜与传感器表面接触等一系列繁琐的问题，而且有利于提高印迹识别效率。 实验证实了单体的种类和致孔剂极性在印迹聚合膜亲和选择性能形成中的重要作用。研究发现文献中使用最多的甲基丙烯酸对氯霉素的印迹是无效的，确定二乙氨基类单体A作为功能单体，以低极性的十二醇作为致孔剂。优化了印迹聚合膜的制备条件，确定出了引发剂及交联剂的使用量、模板分子与功能单体的配比及聚合温度。在上述优化实验的基础上采用非共价印迹法在压电传感器银电极表面成功制得了性能优良的氯霉素印迹聚合膜。在对氯霉素的检测实验中，研究了MIP传感器对模板分子的响应动力学特性，发现印迹传感器在15分钟内可以达到响应平衡，与用印迹聚合物粒子作为敏感材料的传感器相比，响应时间更短，可满足于实际检测应用。其线性检测范围为7.0×10~(-5)mol／L～4.0×10~(-4)mol／L，检测限为3.0×10~(-5)mol／L，电极重现性好，再生性能强，所成膜不易脱落，可多次重复使用。 论文在后期工作中初步尝试了水相中氯霉素印迹聚合物的制备。将制得的印迹聚合物用于压电传感器，可以初步实现对氯霉素的定性分析。
谢亚林[5]2007年在《几种生物大分子在纳米TiO_2膜表面的吸附与印迹研究》文中提出采用溶胶凝胶法制备分子印迹材料，是近年来发展起来的一种新技术。本研究分别以胆红素、牛血清白蛋白和尿素酶为印迹模板，以超薄纳米二氧化钛作为吸附和印迹基质，采用表面溶胶凝胶分子印迹技术制备了新型分子印迹聚合物，用1％的NaOH溶液可有效地除去纳米TiO_2印迹膜中的模板分子。采用石英晶体微天平现场技术研究了胆红素、牛血清白蛋白和尿素酶在超薄纳米TiO_2印迹膜和非印迹膜表面的吸附行为。论文的主要研究内容如下：(1)胆红素、牛血清白蛋白、尿素酶均能吸附在无机纳米材料表面。通过印迹，牛血清白蛋白和尿素酶在无机纳米材料表面的吸附量提高了3～5倍，但是胆红素的吸附量并无明显提高趋势。印迹膜对相应的模板分子牛血清白蛋白和尿素酶有很好的特异识别能力，而对非模板分子其吸附量比在未经印迹的纳米TiO_2膜表面的吸附量低。印迹后，尿素酶的活性和使用寿命都得到了提升。(2)胆红素在纳米TiO_2膜表面的吸附反应可用准一级准动力学模型来描述，其吸附平衡常数K为2×10~6L／mol。牛血清白蛋白和尿素酶在纳米TiO_2膜表面的吸附符合Langmuir吸附模型，可用方程q=21·C／(2.6×10~2+C)和q=17·C／(2.0×10~2+C)分别表示牛血清白蛋白和尿素酶在纳米TiO_2膜表面的吸附行为。通过印迹，牛血清白蛋白和尿素酶在纳米TiO_2膜表面的吸附符合Allosteric吸附模型，其可分别用方程q=110·C~2／(3.9×10~5+C~2)和q=80·C~2／(2.5×10~5+C.2)来表示。(3)胆红素在TiO_膜表面的吸附作用力主要是—COOH和—OH间的酯化缩合作用，同时静电作用和氢键作用也产生了一定的影响。牛血清白蛋白和尿素酶和纳米TiO_2膜表面的吸附主要依靠静电作用，和经过印迹的纳米TiO_2膜表面的吸附主要依靠分子间大量氢键及特异识别作用力。(4)胆红素在经过硅烷化试剂和金属离子修饰的纳米TiO_2膜表面的吸附行为产生了很大的变化。
王皓[6]2015年在《展青霉素分子印迹压电传感检测方法的研究》文中进行了进一步梳理展青霉素(Patulin)又名棒曲霉素,是自然界中分布较广的一种真菌次级代谢产物。容易于发霉变质的水果中产生,并随加工生产过程最终残留于水果制品中。由于展青霉素具有致畸、致癌、致突变以及免疫毒性、遗传毒性等危害,因此对人体本身有很大的潜在危险。因此,迫切需要建立一种更准确、简便、快速检测展青霉素的方法。论文采用溶胶-凝胶分子印迹技术,在不断的合成中优化出了展青霉素分子印迹聚合物的最佳合成条件:以2-吲哚酮作为替代模板、3-氨基丙基叁乙氧基硅烷(APTES)作为功能单体、四乙氧基硅烷(TEOS)为交联剂,制备出印迹聚合物材料。并对合成的材料进行了吸附平衡实验和吸附动力学实验以及Scatchard方程分析。实验进而将制备的展青霉素分子印迹聚合物用作敏感膜材料涂布到石英晶片上,组装成了对展青霉素有特异吸附作用的分子印迹压电传感器,并对该传感器的吸附性能进行了一系列的测试和应用。结果表明制备的分子印迹聚合物对展青霉素吸附容量高,传质速度较快,最大表观吸附量1595.74μg~(-1)。依托分子印迹组装的传感器有较低的检出限3.1 × 10-3μg mL~(-1),较宽的线性范围7.5×10-3μgmL~(-1)-6×10-2μgmL~(-1),以及较好的选择性,对竞争物的选择系数为3.82。并具有良好的重复性和稳定性。为了验证所建立方法的实用性,从本地购买了苹果果汁、浓缩梨汁和山楂片进行了空白以及加标回收实验,并用传统的高效液相色谱-质谱联用法进行了验证。实验结果表明加标样品的回收率在76.9%-91.3%之间,相对标准偏差在1.2%-8.4%之间。检测结果与高效液相色谱-质谱联用法结果的相关系数为0.9864。说明建立的方法具有较好的实用性。
郑叁婷[7]2012年在《用于爆炸物探测的生化传感器及检测装置研究》文中研究表明爆炸是恐怖主义者最常使用且造成后果最为严重的一种手段,对社会稳定、国家安全造成了极大的威胁,因此,采取有效的探测技术对隐藏爆炸物进行检测极为必要,同时对爆炸物检测技术进行研究具有深远的现实意义。本文基于压电石英晶体灵敏的响应性能和由分子印迹技术制备的分子印迹聚合物的特异性识别功能及其高度稳定性,研究了一种将分子印迹技术与生化传感器相结合的用于对爆炸物进行检测的方法。通过对生化传感器的原理及其组成进行深入理解,经过认真比对筛选,最终选用分子印迹聚合物(MIPs)作为传感器的识别元件。采用以甲基丙烯酸MAA为功能单体、氯仿为溶剂、过硫酸铵为引发剂的表面分子印迹法,分别制备出了TNT、奥克托今、黑索金以及硝酸铵四种炸药分子的MIPs,根据静态平衡测试法分别对这几种MIPs的吸附性能进行了研究并通过选择性实验对其专一识别性进行了验证。将压电晶体作为转换元件,深入分析识别元件的固定方式,通过对聚合物与聚氯乙烯用量进行实验研究,确定了其用量比,成功地将识别元件固定到转换元件上制作了分子印迹压电传感器。本文详细分析了检测装置的整体结构原理,对其各个模块的设计,包括振荡电路、混频电路、滤波电路等的设计进行了深入的研究。通过将这些电路结合来对检测晶振与参考晶振之间的差频进行测量,最终根据差频的大小判断检测物中是否存在炸药,以此实现对炸药的检测。MIPs吸附实验结果表明,制备的MIPs对其相应的炸药模板分子均具有较好的结合率,即吸附性能良好。制成的传感器的灵敏度至少可达到10-6g的量级,将其应用于炸药的检测实验,并通过实验分析了传感器的再生性。实验结果表明其再生性能良好,每个传感器能重复使用数十次以上。该传感器成本低廉、小巧轻便,有望用于机场、火车站等安检部门。
苗智颖[8]2014年在《溶胶—凝胶分子印迹聚合物和金属纳米材料的制备及其在传感器中的应用研究》文中研究指明传感器是一种可以获取并处理信息的特殊装置,是对目标物具有高度选择性的检测仪器。传感器技术是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术。因其具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、可在复杂的体系中进行在线连续监测,特别是它的高度自动化、微型化与集成化的特点,使其在近几十年获得蓬勃而迅速的发展,在医疗诊断、食品安全、制药、化工、基因组学和蛋白质组学、环境监测、农业分析等方面有着广泛的应用前景。换能器是传感器的关键组成部分,是将感受器上发生的物理、化学变化转变成可测量信号的元件,在压电传感器中使用压电石英晶体作为换能器,在电流型电化学传感器中使用惰性金属电极、碳电极作为换能器。本论文选择压电石英晶体和惰性金属电极两种换能器作为研究对象,分别制备了溶胶-凝胶分子印迹聚合物、树枝状纳米银、银纳米线以及多壁碳纳米管-铂纳米颗粒复合物四种材料,并将其修饰于这两种换能器的表面,以提高传感器的性能,并实现了对代表性除草剂阿特拉津、常见电化学分析物过氧化氢和乙醇的检测。本论文主要工作可归纳为以下四个部分：一、综述了溶胶-凝胶分子印迹技术、压电石英晶体传感器、金属纳米材料的研究现状及发展前景,以及本论文工作的意义。二、在第二章中,在石英晶体微天平QCM基片表面原位聚合了溶胶-凝胶分子印迹聚合物,实现了对阿特拉津的在线检测,所制备的传感器对阿特拉津的检测线性范围为0.5-10×10-8molL-1,线性方程为y=-4.22x-7.10,R2=0.9849,灵敏度为-4.22Hz mol-1L,检测限为3.6×10-9mol L-1(SN=3)。为阿特拉津的检测提供了一种灵敏可靠的方法。叁、在第叁、四章中,采用电沉积法和一步多元醇法分别制备了树枝状纳米银和银纳米线两种银纳米材料,所制备的材料具有较大的比表面积和较高的电催化活性,分析了不同制备条件对银纳米材料形貌和结构的影响,提出了不同形状银纳米材料可能的形成机制,最后将其应用于过氧化氢传感器的构建。四、在第五、六章中,采用超声法在多壁碳纳米管表面还原了铂纳米颗粒,方法简单易行,所制备的纳米复合材料具有优秀的电化学催化能力,并将其固定在电极表面用于过氧化氢和乙醇的检测。
罗建容[9]2005年在《氯霉素分子印迹传感器的制备与应用研究》文中指出生物传感器以其突出的快速和灵敏性得到研究者的密切关注并使之不断更新和发展。生物传感器以生物实体作为分子识别元件，其应用和发展会在一定程度上受到生物实体自身缺陷的制约。具有分子识别功能的敏感膜的研究已经成为当前传感器研究的重点之一。 分子印迹技术是近年迅速发展起来的一项新技术，其关键是制备对目标分子具有特异识别性且高度稳定的聚合物——分子印迹聚合物。分子印迹聚合物对环境、医药等领域所使用的许多化合物都呈现出良好的专一性，用强酸、强碱、金属离子和其它多种溶液处理时不会降低识别性，并且耐机械应力、高温、高压等。所以分子印迹聚合膜的制备对于传感器研究具有特殊的意义。本论文主要研究了氯霉素分子印迹聚合物在有机相中的原位合成和在水溶液中的初步制备。 在氯霉素分子印迹聚合物有机相原位合成实验中，通过检测甲醇清洗氯霉素分子聚合膜前后传感器的频率变化，可以得出甲醇可以洗掉氯霉素模板分子并使传感器的电极活化的结论，从而能够使传感器的重复使用。实验结果还表明在氯霉素分子印迹聚合物制备过程中较好的单体与模板比例为2：1，交联剂的加入量占反应体系的78％时所得聚合物性能优良，反应温度为50℃时较适宜聚合反应的进行。 在氯霉素分子印迹聚合物于水溶液中初步制备的实验中，将制得的氯霉素分子印迹聚合物用于压电传感器，可以初步实现对氯霉素的定性分析。 最后作为验证，论文补充了一种氯霉素的常规检测方法——气相色谱法检测鱼虾肌肉组织中氯霉素的残留量。
朱慧丹[10]2016年在《速灭威分子印迹压电传感检测方法的研究》文中认为速灭威(metolcarb)是一种被广泛使用的氨基甲酸酯类农药,属于中等毒性杀虫剂。可经皮肤、呼吸道和消化道进入人体造成急性中毒,导致头痛、恶心,甚至四肢瘫痪等症状。目前已经建立了几种速灭威农药的检测方法,如高效液相色谱法、高效液相色谱-质谱联用法和酶联免疫吸附法等,但是这些方法需要消耗大量有机溶剂或者抗体制备周期长、不易保存等,因此为了保障人类健康,建立一种快速、简便、灵敏的痕量速灭威检测方法具有重要意义。本论文制备了一种新型的基于分子印迹技术的压电石英晶体微天平传感器,用于食品中痕量速灭威的检测。先以速灭威为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在偶氮二异丁腈的引发下合成了速灭威分子印迹聚合物,对合成的材料进行了静态吸附平衡实验,动态吸附平衡实验以及Scatchard方程分析。将制备的速灭威分子印迹聚合物作为敏感材料修饰在石英晶体金电极上,构建了对速灭威具有特异性识别能力的分子印迹压电传感器,并对该传感器的吸附性能进行了一系列测试。实验结果表明该聚合物传质速度较快,对速灭威的吸附容量较高,最大表观吸附量为4.93 mg g-1。以分子印迹聚合物为识别元件构建的传感检测方法检出限达2.309μg L-1(S/N=3),线性范围为5-70 μg L-1。传感器具有较高的选择性,速灭威对结构类似物异丙威、残杀威和甲萘威的选择系数分别为2.45,2.97,4.41。在浓度为60μg L-1的速灭威溶液中使用传感器连续重复测定6次,相对标准偏差为3.34%,说明其再生性良好。对苹果汁、梨和卷心菜进行了加标回收实验,加标回收率在85.4%-95.5%之间,相对标准偏差小于8.3%,且传感器检测结果与传统的高效液相色谱法的检测结果具有较高的一致性(R2=0.9826),说明该方法有较好的实用性。
参考文献：
[1]. 压电生物传感与分子印迹的研究[D]. 张贤珍. 重庆大学. 2003
[2]. 新型印迹压电仿生传感器的研究[D]. 张朝晖. 湖南大学. 2005
[3]. 基于电化学阻抗和压电石英微天平的分子印迹传感器的研制[D]. 廖海平. 湖南大学. 2004
[4]. 印迹聚合物压电仿生传感器的应用研究[D]. 李海燕. 重庆大学. 2004
[5]. 几种生物大分子在纳米TiO_2膜表面的吸附与印迹研究[D]. 谢亚林. 中南大学. 2007
[6]. 展青霉素分子印迹压电传感检测方法的研究[D]. 王皓. 天津科技大学. 2015
[7]. 用于爆炸物探测的生化传感器及检测装置研究[D]. 郑叁婷. 西安工业大学. 2012
[8]. 溶胶—凝胶分子印迹聚合物和金属纳米材料的制备及其在传感器中的应用研究[D]. 苗智颖. 南开大学. 2014
[9]. 氯霉素分子印迹传感器的制备与应用研究[D]. 罗建容. 重庆大学. 2005
[10]. 速灭威分子印迹压电传感检测方法的研究[D]. 朱慧丹. 天津科技大学. 2016