多酸/合金纳米粒子/TiO2三元复合生物传感器的构建及性能研究

It is an important issue for the field of life sciences to construct the new biosensors with higher sensitivity, better selectivity and lower cost. The photoelectric analysis method provide a new direction for the detection of protein, anzymes, sugars and other substances. It has been become the focus of attention that how to improve the photoelectric performance of the activity center of the photoelectrochemical biosensor – semiconductor materials, and then improving the detection efficiency of the biosensor. Polyoxometalates (POMs) are a kind of good electron acceptors with remarkable structural diversity. They have the ability to promote electron transfer rate of the semiconductor conduction band by trapping photogenerated electrons, and then improves the photovoltaic response. In addition, on the basis of cost reduction, alloy nanoparticles have been attract more attention in the research of biosenors due to their special surface properties and electronic conductivity properties. In this project, we aims to explore the synergistic effect for the semiconductor biosensor by POMs and alloy nanoparticles. It will provide some theoretical and experimental reference for building a new bio-electrochemical sensors, and also it is important to promote POMs and alloy nanoparticles to the practical application in the field of biological sensing.

构建灵敏度高、选择性好、检测成本低的新型生物传感器是当前生命科学领域所面临的重要课题，光电分析方法的出现为蛋白质、酶、糖类等物质的检测研究开辟了一个新的方向。其中，如何有效提高光电化学生物传感器的活性中心——半导体材料的光电性能，进而提高生物传感器的检测灵敏度，成为研究者们关注的热点。多金属氧酸盐（多酸）是一类优良的、结构独特的电子接受体，它可以捕获半导体材料中的光生电子，减少载流子的复合，提高电子的迁移速率。同时，合金纳米粒子具有特殊的表面特性和优秀的电子传导性能，不仅具有与贵金属相近的作用，还在很大程度上降低了制备成本，可以用于生物传感器的研究中。本课题旨在探索多酸与合金纳米粒子对于半导体生物传感性能的协同影响，从而为构筑新型生物电化学传感器提供一定的理论和实验依据，对开发和推进多酸与合金纳米粒子在生物传感领域中的实际应用具有重要意义。

构建灵敏度高、选择性好、检测成本低的新型生物传感器是当前生命分析科学领域的研究热点，传统的电化学传感器检测的电流信号普遍偏低，而光电分析方法的出现为蛋白质、酶、糖类等物质的检测研究开辟了一个新的方向。如何有效提高光电化学生物传感器的活性中心——半导体材料的光电性能，进而提高生物传感器的检测灵敏度，成为研究者们关注的重点问题。多金属氧酸盐（多酸）是一类优良的、结构独特的电子接受体，它可以捕获半导体材料中的光生电子，减少载流子的复合，提高电子的迁移速率。同时，合金纳米粒子具有特殊的表面特性和优秀的电子传导性能，不仅具有与贵金属相近的作用，还在很大程度上降低了制备成本，可以用于生物传感器的研究中。.本课题选取氧化还原性较强的Dawson型结构多酸和不同原子配比的Pt-Ni合金纳米粒子作为促进剂，探索多酸与合金纳米粒子对于半导体生物传感性能的协同影响。采用层层自主装等实验方法制备复合膜电极，通过时间-电流曲线、电流电压曲线、循环伏安等电化学分析测试对复合膜进行表征，研究结果表明，复合了多酸和合金纳米粒子的复合膜电极展现出较单纯半导体电极更好的对血红蛋白、抗坏血酸、过氧化氢等生物质的光电化学传感性能。研究结果为构筑新型生物电化学传感器提供一定的理论和实验依据，对开发和推进多酸与合金纳米粒子在生物传感领域中的实际应用具有重要意义。.