基于熱氧化多孔硅干涉效應(yīng)的生物傳感技術(shù)研究.pdf

1、多孔硅作為敏感材料具有比表面積大、活性強(qiáng)等特點(diǎn)，可通過(guò)改變制備參數(shù)控制多孔硅的微結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用范圍廣泛并且在室溫條件下就具有很高的靈敏度。由于多孔硅的這些優(yōu)良性質(zhì)，它也是一種具有吸引力的生物傳感材料，因?yàn)樗哂猩锝到庑?、生物兼容性、孔徑大小具有可調(diào)性并且有活潑的共價(jià)和非共價(jià)表面化學(xué)性質(zhì)。因此，研究多孔硅生物傳感技術(shù)具有很重要的意義。論文擬采用p型單晶硅片作為原料，采用電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制備多孔硅并對(duì)其進(jìn)行熱氧化處理，形成具有強(qiáng)穩(wěn)定性同時(shí)具

2、備生物傳感性能的熱氧化多孔硅材料。論文的主要內(nèi)容包括：
　　 (1)綜述多孔硅功能材料制備、應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及發(fā)展方向；綜述生物傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及基于多孔硅的生物傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀；提出基于熱氧化多孔硅干涉的生物傳感技術(shù)；
　　 (2)開(kāi)展電化學(xué)陽(yáng)極氧化條件對(duì)多孔硅的孔隙率和膜厚影響研究。研究發(fā)現(xiàn)多孔硅的孔隙率隨著陽(yáng)極氧化時(shí)間和電流密度增長(zhǎng)而先增大后減小。多孔層厚度與陽(yáng)極氧化時(shí)間和電流密度基本呈線性關(guān)系，因此可

3、以通過(guò)控制陽(yáng)極氧化時(shí)間以及電流密度來(lái)得到想要的多孔層厚度。
　　 (3)研究不同電化學(xué)陽(yáng)極氧化條件的熱氧化多孔硅反射干涉光譜以及光學(xué)厚度的影響并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)電化學(xué)陽(yáng)極氧化條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：光學(xué)厚度隨著電流密度的增大、腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)、HF濃度的增大而增加；當(dāng)腐蝕時(shí)間為30s、電流密度為520mA/cm2、HF∶C2H5OH=2∶1～5∶2(V/V)時(shí)，氧化多孔硅具有較好的干涉現(xiàn)象、均勻的干涉條紋、光學(xué)厚度能達(dá)到～7873n

4、m。
　　 (4)開(kāi)展在腐蝕時(shí)間為30s、電流密度為520mA/cm2、HF∶C2H5OH=2∶1～5∶2(V/V)條件下基于熱氧化多孔硅干涉的生物傳感定性、定量研究，證明熱氧化多孔硅對(duì)生物體具有良好的吸附作用，且靈敏度較高。熱氧化多孔硅吸附羊抗兔IgG免疫血清達(dá)到平衡的時(shí)間為1.5h，與稀釋5倍的免疫血清反應(yīng)的兔IgG作用達(dá)平衡的時(shí)間為40min，且最低檢測(cè)濃度為6.7×10-7M。通過(guò)抗原-抗體在熱氧化多孔硅中光學(xué)厚度的變化