基于AFM原位检测的微纳生物传感器固定化技术的研究

《基于AFM原位检测的微纳生物传感器固定化技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江大学硕士学位论文摘要摘要生物活性物质的固定化是生物传感器制作中的重要环节。蛋白质吸附是蛋白固定化过程的关键问题之一．本研究利用原子力显微镜(AFM)在纳米尺度下原位观察蛋白质在纳米材料表面的自组装吸附过程。本文的研究工作主要包括以下方面：1、综述了生物传感器及其固定化技术的发展历程，介绍了原子力显微镜的原理、相关技术及其在微纳生物传感器研究中的应用；2、通过物理气相沉积成膜、食人鱼(Piranha)洗液超声清洗和AFM探针擦刮，构造了“纳米金膜一二氧化硅”(Nanohu-SiO：)的混合表面基底；3、在液相环境中实时原位地观察牛血清蛋白(

2、BSA)在“纳米金膜一二氧化硅”界面自组装吸附过程；4、在接触扫描模式下，设计了通过改变AFM探针作用力获得不同扫描形貌的AFM力敏实验方案，并建立了相关的解释模型。研究结果表明：I、纳米金膜对BSA具有很强的吸附力，而二氧化硅对BSA的吸附则很弱；2、BSA在纳米金膜一二氧化硅界面的纳米金颗粒上呈side-on吸附取向，且呈单层膜。3、BSA在连续纳米金膜表面上吸附取向吻合力敏解释模型。本研究将有助于从微观上探究提升微纳米生物传感器性能的方法。关键词：生物传感器，原子力显微镜，固定化技术，蛋白吸附，纳米金膜浙江大学硕士学位论文Abstrac

3、tProteinAdsorptionisofgreatimportancefortheimmobilizationofbiosensors．Theself-assemblyadsorptionoffunctionalproteinuponnanocrystalsurface，asacrucialphenomenon，broadlytakesplaceatmanyapplicationsincludingbiosensors，bio．capsulesandbio—MEMS／bioINEMS．Toinvestigateinteractiontra

4、itsystematically,ahybridsurfacecomposingsilicaanddiscontinuousGoldNanoFilm(GNF)wasfabricatedbyPhysicalVaporDeposition(PVD)andultrasoniccleaningtechnology,andtheself-assemblyadsorptionofBovineSerumAlbumin(BSA)uponthehybridsurfaceWasinsitucharacterizedbyAtomicForceMicroscope(

5、AFM)．ThevariationsonthejunctionareabetweenthetwodifferentcrystalsinaqueoussolutionwerefocusedbeforeandafterinjectingBSAwith0．05mg／mlconcentration．Itwasfoundthatsilica,comparedwithsamehydrophilicGNF,tookonfairlyweakadsorptionforce．Theresultscouldindicatethattheadsorptionstre

6、ngthofBSAonthehydrophiliccrystalsurfaceisdeterminednotonlybyhydrophilicproperty,butotherinteractionforces，likeVanDerWaalsandSOon．Moreover,observedunderthecontactmodeofAFM，BSAadsorbedonGNFhadgreattendencytoformingaridge—liketopography．Theseresultsmayfurtherfacilitatetherecog

7、nizingofadsorptionmechanismofBSAuponthehybridcrystalsurfaceconcernedwithimmunosensorsandotherareas．KeyWords：Biosensor,AFM，Immobilization,ProteinAdsorption，GoldNanoFilm浙江大学硕士学位论文图目录图2．1第一代生物传感器：葡萄糖酶传感器原理示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9图2—2葡萄糖氧化还原酶(左)及其单体(右，红色为活性中心FAD)。9图2．3FAD分子式、立体结构图及其反应示意

8、图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．10图2-4第二代生物传感器：葡萄糖酶传感器原理示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。12图2．5葡萄糖氧化还原酶重组+递纳米碳管实现直接电子传递示意图⋯⋯