碳点/壳聚糖电化学检测器的构建及性能研究开题报告
2020-04-25 20:22:43
1. 研究目的与意义(文献综述)
碳点(carbon dots, cds)是指粒径小于10 nm具有光致发光性能的碳纳米粒子。碳点作为一种新型的荧光量子点,与传统的量子点相比,具有十分显著的无毒性、生物相容性好等优点。近年来,由于碳点的光致发光性、光稳定性、发光强度可以调节、低毒性、水溶性等良好的性能,其被广泛应用于检测金属离子、有机小分子、阴离子以及生物分子等。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,广泛存在于昆虫、甲壳类动物的外壳中。壳聚糖是一种被广泛研究的具有电刺激响应性,能够在外加电信号激发下进行电沉积的生物大分子,它还是一种具有ph响应性和成膜性能的氨基多糖。它具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒、来源广泛且价格低廉等优点,被广泛应用于生物医学等领域。利用壳聚糖这种独特的ph响应性,通过电沉积技术可以用构建碳点/壳聚糖检测器,这种电沉积技术构建生物检测器的方法具有反应条件温和、简单、快速等优点。同时,所构建的碳点/壳聚糖检测器可以应用于电化学检测。
随着人类生活水平的提高,健康问题越来越受到重视,因此在生物医学领域各种生物检测器的应用愈发显得重要。研究者已经开展了生物检测器方面的研究,包括运用壳聚糖、明胶材料,制备方法也有电弧放电方法"热分解法"电化学法和微波法等,微波法由于具有操作方便"设备简单"合成高效等优点,越来越受到研究者的关注。同时,制备碳点的碳源也不断被研究和开发。
壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构,利用适当溶剂可制成透明的薄膜或凝胶,壳聚糖膜可作为良好的医用生物敷料基质,尤其适用于药物载体方面。碳点是一种新型的荧光碳纳米材料,大量研究表明碳点具有极低的细胞毒性和良好的生物相容性;此外,碳点还具有多色荧光性、良好的荧光稳定性等优良的荧光性能,以及水分散性好、易于制备、环境友好等特点,在生物传感器、荧光标记、生物成像、光催化剂、纳米药物和控制释放等领域具有良好的应用前景。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
1、材料制备:制得壳聚糖溶液,采用微波原位法制备的碳点/壳聚糖复合物。
2、材料表征:对碳点/壳聚糖复合物进行结构表征和电化学性能测试,通过透射电子显微镜、扫描探针显微镜、倒置荧光显微镜、紫外仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计、动态光散射仪等表征手段对其形貌结构及各种性质进行了分析。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,制备碳点/壳聚糖电化学检测器,并对检测器进行表征分析。
第9-12周:碳点/壳聚糖检测器在电化学检测方面的应用研究,并对实验数据记录、分析及处理
4. 参考文献(12篇以上)
[1] shoujunzhu, qingnan meng, lei wang, et al. highly photoluminescent carbon dots formulticolor patterning, sensors, and bioimaging.[j]. angewandte chemieinternational edition, 2013, 125(14):4045-4049.
[2] yifengwang, xia wang, zenghua geng, et al. electrodeposition of a carbondots/chitosan composite produced by a simple in situ method and electricallycontrolled release of carbon dots[j]. journal of materials chemistry b, 2015,3(38):7511-7517.
[3] lingzhu, guanhong xu, quan song, et al. highly sensitive determination of dopamineby a turn-on fluorescent biosensor based on aptamer labeled carbon dots andnano-graphite[j]. sensors amp; actuators b chemical, 2016, 231:506-512.
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