化学修饰金纳米孔电极可控测量纳米粒子
纳米孔分析技术是一种具有广阔发展前景的学科，将为科学研究开辟新的领域和思路。石英纳米孔是一种制作简单，操作方便的纳米孔，能被用于作为单细胞分析的多功能纳米探针，可实现材料快速转移，具有界面电容小和背景噪声低的优点。固态纳米孔传感器的操作原理很简单，在典型的实验中，生物分子通过外部施加的电压穿过纳米孔进行电泳或电渗透驱动，导致离子电流发生改变，从这些机制中可以提取有关分子特性的信息，如长度，成分和与其他生物分子之间的相互作用。小蛋白质分子通过纳米孔检测器时，这些小分子转位速度快并且通过纳米孔的概率低，导致仅能检测到小部分蛋白质，这对研究者来说是一个挑战。因此，本文着重研究更简便高效的纳米孔检测工具，为生物学，医学，生物物理方面提供强有力的理论依据。 本论文选择单个石英毛细管纳米孔作为传感平台，研究其在电化学检测和生物检测中的潜在应用。具体工作如下： 第一章，简单介绍纳米电极和纳米孔的基础知识。主要从种类，制备，应用以及检测原理几个方面来阐述。详细了解纳米传感器的研究背景，研究进展和潜在价值，在此基础上，提出来本论文的设计思想和研究内容。 第二章，主要介绍了两种金电极的制备方法以及两种不同的绝缘方法。化学沉积方法使金沉积在石英纳米管的外壁，金层不够致密。第二种方法，Apiezon蜡绝缘法是非常简便高效的，通常，裸的石英纳米孔需要特定的修饰以赋予某些化学和电化学性质，进一步提高选择性和灵敏度。 第三章，为了增强纳米探针对检测物质的识别能力，对金纳米电极进行表面化学修饰。分别用4-氨基苯硫酚（4-ATP），4-巯基苯甲酸（4-MBA）和4-MBA与Cu2+对金纳米孔表面进行修饰。通过产生的离子电流峰来判断纳米粒子的易位情况，进而推断纳米孔的性质。对比实验结果可以得出结论：（1）电压是影响纳米粒子运动的主要因素，电压越高，纳米粒子的运动速率越快；（2）纳米孔的表面电荷能调节纳米颗粒的易位状态。改变纳米孔表面的电荷，纳米粒子运动产生离子电流峰的宽度和形状均发生变化，所以通过调节表面电荷就可以有规律性地控制纳米颗粒的运动状态。在实验过程中，金纳米电极的金属化层可以外加交流电压，纳米粒子在非均匀电场中由于极化效应引起介电泳现象，使更多的纳米粒子更快速地迁移到纳米孔处，进一步提高了检测效率。
纳米孔;表面化学修饰;纳米粒子;可控测量
长春工业大学
硕士
化学
杨国程
2019
中文
TB383;O657.1
2019-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）