二維與零維二硫化鉬納米材料的制備及生物傳感應(yīng)用研究.pdf

1、二硫化鉬納米片是一種與石墨烯具有相似結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的新型二維納米材料。由于二硫化鉬納米片優(yōu)越的半導(dǎo)體和催化性質(zhì)，其在電子器件、析氫反應(yīng)催化、鋰離子電池電極材料等領(lǐng)域的研究引起了人們廣泛的關(guān)注。到目前為止，二硫化鉬納米片的應(yīng)用還受到其自身尺寸和組成缺陷的限制。同時，針對尺寸更小的二硫化鉬量子點(diǎn)以及其復(fù)合物制備等方面的研究有望解決這一類問題。因此，對開展二硫化鉬納米片在生物傳感應(yīng)用方面的研究展現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣，相關(guān)研究對擴(kuò)展二硫化鉬納米片的應(yīng)用范

2、圍和探究其新穎性質(zhì)有很大幫助?；谏鲜鰩追矫嬖?，開展了對新型二硫化鉬納米材料的制備，以及其相關(guān)生物傳感應(yīng)用的研究。
　　本文通過超聲輔助剝離法，在表面活性劑水溶液中剝離二硫化鉬晶體，制備穩(wěn)定、分散的二硫化鉬納米片。除此之外，還通過電芬頓反應(yīng)可控、有效的生成羥基自由基，并用于二硫化鉬納米片的切割、刻蝕，制備二硫化鉬新型發(fā)光量子點(diǎn)。通過探究二硫化鉬納米片的特征吸光光譜與尺寸的關(guān)系，最終構(gòu)建了免標(biāo)記DNA光學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了對單核苷酸酸

3、多態(tài)性的檢測。本文最后還介紹了一種在甲醇混合溶液中，利用超聲輔助法，合成血紅素功能化二硫化鉬納米片的新方法。基于該新型復(fù)合納米材料，實(shí)現(xiàn)了對一種新型過氧化氫傳感器的構(gòu)建。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.利用超聲輔助剝離法，以二硫化鉬粉末晶體為原材料，在表面活性劑膽酸鈉水溶液中，制備穩(wěn)定、分散的二硫化鉬納米片。除此之外，實(shí)驗中，還通過反復(fù)離心，超聲分散等過程完成了二硫化鉬納米片的篩選、清洗過程。將最終得到的二硫化鉬納米片沉淀超聲分散在純

4、水溶液中完成對二硫化鉬納米片水分散液的制備。為了對二硫化鉬納米片進(jìn)行組分和結(jié)構(gòu)上的鑒定，本文還利用原子力顯微鏡，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紫外-可見吸光光譜，X-射線電子衍射，X-射線光電子能譜，拉曼光譜以及光致發(fā)光光譜等技術(shù)對其進(jìn)行了表征。
　　2.在該實(shí)驗體系中，利用電芬頓反應(yīng)可控且有效的生成羥基自由基，并利用透射電子顯微鏡對二硫化鉬納米片在羥基自由基作用下的形貌變化進(jìn)行了觀察。經(jīng)實(shí)驗證實(shí)，二硫化鉬納米片在羥基自由基作用

5、下會發(fā)生明顯的刻蝕現(xiàn)象。其中，在經(jīng)過納米孔狀二硫化鉬納米片這一過渡態(tài)后，二硫化鉬納米片被切割成平面尺寸更小的二硫化鉬量子點(diǎn)。通過高分辨率透射電子顯微鏡，X-射線光電子能譜，原子力顯微鏡等技術(shù)對二硫化鉬量子點(diǎn)進(jìn)行了表征，并證實(shí)了其平面大小約為5nm，厚度為0.65 nm。實(shí)驗的最后，我們對二硫化鉬量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)二硫化鉬量子點(diǎn)具有良好的發(fā)光性能，其有望成為一種新型的熒光探針應(yīng)用于光學(xué)傳感器的構(gòu)建，細(xì)胞成像以及發(fā)光器件的制備

6、等研究領(lǐng)域。
　　3.本節(jié)探究了二硫化鉬納米片的特征吸光光譜的尺寸依賴性，發(fā)現(xiàn)二硫化鉬納米片在鹽離子作用下的聚集行為。實(shí)驗過程中，證實(shí)了二硫化鉬納米片特征吸光光譜的變化與其聚集行為的關(guān)系。除此之外，還發(fā)現(xiàn)二硫化鉬納米片對單鏈DNA和雙鏈DNA具有較好的識別作用，可選擇性的吸附單鏈DNA，并使雙鏈DNA遠(yuǎn)離其平面。單鏈DNA的吸附作用可有效地抑制二硫化鉬納米片在鹽離子溶液中的聚集行為。并通過二硫化鉬納米片的特征吸光光譜對其聚集行為進(jìn)

7、行監(jiān)控。實(shí)驗的最后，通過對二硫化鉬納米片的特征吸光光譜的研究，構(gòu)建了一種免標(biāo)記DNA光學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了對單核苷酸多態(tài)性的檢測。
　　4.本節(jié)通過在甲醇溶液中混合二硫化鉬納米片與血紅素分子，利用超聲輔助合成法，制備了血紅素功能化二硫化鉬納米片。除此之外，為了證實(shí)該復(fù)合納米材料的形貌與組成，還通過紫外-可見吸光光譜法，電化學(xué)氧化還原法，原子力顯微鏡等技術(shù)對血紅素功能化的二硫化鉬納米片進(jìn)行了相關(guān)表征與探究。實(shí)驗結(jié)果表明，血紅素功能化二硫