纳米光纤探针溶胶—凝胶固定生物活性分子的研究

论文摘要

纳米生物光纤探针是近场光学和生物传感技术的结合物,在生物医学等方面具有很大的发展前景。如何在纳米光纤探针尖端固定生物活性分子并保持其生物活性是制成纳米光纤生物探针的关键。本论文主要研究利用溶胶—凝胶法在纳米光纤探针的尖端固定生物活性分子,使其达到纳米生物光纤传感器的要求。首先采用化学腐蚀法腐蚀光纤形成纳米光纤探针,分析了腐蚀时间及腐蚀溶液浓度对形成的探针针尖形貌的影响,实验结果表明,制得的纳米光纤探针表面光滑,针尖尺寸在100 nm以内。然后以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,制备掺杂了以葡萄糖氧化酶(GOD)为生物活性分子的溶胶,并利用提拉法将GOD凝胶固定于纳米光纤探针的尖端。讨论了固定化GOD活性保持的条件,以及保持膜层形貌完整不破裂的条件,并控制固定后的尖端尺寸在1μm以下。通过扫描电子显微镜检测了薄膜的均匀连续性,并利用电子探针验证了GOD被成功固定于纳米光纤探针的尖端。通过实验,在pH=6.6,R=4.5,酶溶液浓度取20mg/mL,提拉速度为2cm/min的条件下将GOD成功固定于纳米光纤探针的尖端,GOD活性得到保持,凝胶膜的形貌完整,没有破裂,并使最后的尖端尺寸控制在1μm以下。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第—章 绪论
• 1.1 纳米光纤生物探针及其应用
• 1.1.1 纳米光纤探针
• 1.1.2 纳米光纤生物探针的应用
• 1.2 纳米光纤生物探针固定技术的研究现状
• 1.3 论文的研究意义和内容
• 第二章 溶胶—凝胶法（sol-gel）
• 2.1 溶胶—凝胶法的基本概念
• 2.2 溶胶—凝胶法的基本过程
• 2.3 溶胶—凝胶法在生物传感器上的应用
• 2.4 溶胶—凝胶法包埋生物活性分子的影响因素
• 第三章 纳米光纤探针制作的研究
• 3.1 覆膜化学腐蚀法的原理
• 3.2 实验装置与材料
• 3.3 实验结果及分析
• 3.4 纳米光纤探针化学镀银
• 第四章 溶胶—凝胶法在纳米光纤探针上固定生物活性分子
• 4.1 实验装置与材料
• 4.1.1 实验试剂与仪器
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 固定化生物活性分子活性的分析
• 4.3 尖端膜的形貌控制
• 4.4 固定后尖端尺寸的控制
• 4.5 固定后尖端膜成分分析
• 第五章 研究总结及展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文及科研成果清单
• 致谢