多孔材料的制备及其生物分子吸附能力的研究
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生物分子检测的灵敏度与固定在基底表面的生物分子数目和密度有密切的关系。传统的酶联免疫分析(ELISA)多以聚苯乙烯微孔板作为基底。近年来的研究发现,这样的平面基底有效吸附表面积非常有限,而且制作工艺也对其表面微结构有一定的影响,导致其生物分子吸附能力受到很大的限制。研究表明具有三维结构的多孔材料基底能够提供更大的吸附表面积,从而能提高了生物分子吸附能力。本论文的目的是用不同方法制备兼具较大有效吸附表面积和良好生物分子吸附能力的多孔材料,用扫描电镜和光谱仪等手段进行表征,并用反射干涉光谱仪(Reflectometry interference spectroscopy, RIFS)对这些材料的生物分子吸附能力进行研究及比较。本论文的主要工作如下:1.通过旋涂法(spin-coating)制备100 nm无序聚苯乙烯-二氧化硅多孔材料。将它作为基底,用RIFS动态检测牛血清白蛋白(BSA)在其上的吸附行为,并与平整聚苯乙烯材料进行比较;2.通过垂直沉降法制备100 nm,200 nm和300 nm的具有结构色(干涉色和衍射色)的有序多孔二氧化硅材料,讨论其结构色的形成原因及意义;3.以有序多孔二氧化硅材料为模板,制备具有较大有效吸附表面积的聚苯乙烯大孔材料。将这种大孔材料作为生物分子吸附的基底,用RIFS检测BSA在其上的吸附行为并与平整聚苯乙烯材料和二氧化硅多孔材料进行比较。
| 中文摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-25页 |
| 1.1 课题背景 | 第8-20页 |
| 1.1.1 提高基底生物分子吸附性能的方法 | 第8-9页 |
| 1.1.2 多孔材料的制备方法 | 第9-17页 |
| 1.1.2.1 旋涂法 | 第9-10页 |
| 1.1.2.2 力场作用下的胶体有序自组装 | 第10-13页 |
| 1.1.2.3 模板法制备有序三维大孔材料 | 第13-17页 |
| 1.1.3 生物分子相互作用检测方法 | 第17-20页 |
| 1.1.3.1 标记型免疫测定法 | 第17-18页 |
| 1.1.3.2 非标记型免疫测定法 | 第18-19页 |
| 1.1.3.3 快速可视化检测（Rapid Visual Detection） | 第19-20页 |
| 1.2 本论文的主要工作 | 第20-22页 |
| 参考文献 | 第22-25页 |
| 第二章 无序多孔二氧化硅材料的制备及其生物分子吸附能力研究 | 第25-37页 |
| 2.1 研究背景 | 第25-26页 |
| 2.2 二氧化硅多孔材料的制备与表征 | 第26-30页 |
| 2.2.1 实验试剂及器材 | 第26页 |
| 2.2.2 实验步骤 | 第26-27页 |
| 2.2.2.1 载玻片的处理 | 第26页 |
| 2.2.2.2 二氧化硅膜的制备 | 第26-27页 |
| 2.2.2.3 聚苯乙烯膜的制备 | 第27页 |
| 2.2.3 实验结果与分析 | 第27-30页 |
| 2.2.3.1 样品单分散性测定 | 第27页 |
| 2.2.3.2 匀胶条件对成膜的影响 | 第27-28页 |
| 2.2.3.3 聚苯乙烯膜的作用 | 第28-30页 |
| 2.2.3.4 SEM表征 | 第30页 |
| 2.3 多孔材料生物分子吸附能力的研究 | 第30-33页 |
| 2.3.1 实验器材与试剂 | 第31页 |
| 2.3.2 实验步骤 | 第31页 |
| 2.3.3 实验结果及讨论 | 第31-33页 |
| 2.4 不同基底材料生物分子吸附能力的比较 | 第33-35页 |
| 2.4.1 实验步骤 | 第33-34页 |
| 2.4.2 实验结果与讨论 | 第34-35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 参考文献 | 第36-37页 |
| 第三章 有序多孔二氧化硅材料的制备及表征 | 第37-50页 |
| 3.1 研究背景 | 第37-39页 |
| 3.2 反射干涉光谱仪的校准 | 第39-43页 |
| 3.2.1 光谱仪校准预实验 | 第39-40页 |
| 3.2.2 实验器材与试剂 | 第40-41页 |
| 3.2.3 校准步骤 | 第41-43页 |
| 3.3 有序多孔材料的制备 | 第43-44页 |
| 3.3.1 实验器材与试剂 | 第43页 |
| 3.3.2 实验步骤 | 第43-44页 |
| 3.4 实验结果与分析 | 第44-48页 |
| 3.4.1 SEM表征 | 第44页 |
| 3.4.2 光谱表征 | 第44-45页 |
| 3.4.3 有序多孔材料的衍射色 | 第45页 |
| 3.4.4 有序多孔材料的干涉色 | 第45-47页 |
| 3.4.5 干涉色与可视化检测 | 第47-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 参考文献 | 第49-50页 |
| 第四章 聚苯乙烯大孔材料的制备及其生物分子吸附能力的研究 | 第50-59页 |
| 4.1 研究背景 | 第50-51页 |
| 4.2 聚苯乙烯大孔有序材料的制备及表征 | 第51-54页 |
| 4.2.1 实验器材及试剂 | 第51-52页 |
| 4.2.2 实验步骤 | 第52页 |
| 4.2.3 实验结果及分析 | 第52-54页 |
| 4.3 聚苯乙烯大孔有序材料生物分子吸附能力研究 | 第54-55页 |
| 4.3.1 实验器材及试剂 | 第54页 |
| 4.3.2 实验步骤 | 第54页 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 | 第54-55页 |
| 4.4 不同材料基底生物分子吸附性能的比较 | 第55-56页 |
| 4.5 本章小结 | 第56-58页 |
| 参考文献 | 第58-59页 |
| 第五章 总结与展望 | 第59-61页 |
| 5.1 论文总结 | 第59页 |
| 5.2 展望 | 第59-61页 |
| 致谢 | 第61页 |
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