基於MFe2O4尖晶石型磁性納米材料的生物感測器研究

《基於MFe2O4尖晶石型磁性納米材料的生物感測器研究》是依託上海大學，由羅立強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於MFe2O4尖晶石型磁性納米材料的生物感測器研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：羅立強
• 依託單位：上海大學

中文摘要

磁性高分子微球兼具高分子和磁性納米材料的性質，具有表面效應和體積效應、磁效應、功能基特性和生物相容性等優點，是用做生物材料固定的良好載體，能改善固定酶的穩定性和活性、顯著提高生物感測器檢測的靈敏度、縮短生化反應的時間、延長感測器的壽命。本項目擬採用溶膠-凝膠法合成幾種典型的MFe2O4（M = Zn、Fe、Co、Ni、Cu）（或摻雜其他金屬離子的）尖晶石型鐵氧體納米材料，運用靜電紡絲技術製備磁性殼聚糖微球作為固定酶等生物分子的載體，設計基於MFe2O4尖晶石型磁性納米材料的生物感測器，運用電化學方法系統研究不同的尖晶石型鐵氧體對生物感測器性能的影響，探討回響機理，揭示影響感測器性能的關鍵因素，為顯著提高感測器性能提供實驗積累和基礎研究資料；結合絲網印刷和微電子技術製備絲網印刷電極生物感測器，為基於MFe2O4尖晶石型磁性納米材料的生物感測器的套用與開發奠定基礎。

結題摘要

尖晶石型磁性納米材料作為一種新型的納米材料，由於其具有獨特的磁學、光學、電學性能，近年來頗受信息、生命、材料等領域研究工作者的青睞。本項目採用溶膠-凝膠法、水熱法、靜電紡絲法等合成了幾種典型的MFe2O4（M = Mn、Co、Ni、Cu，或摻雜其他金屬離子）的尖晶石型磁性納米材料，設計基於MFe2O4尖晶石型磁性納米材料的葡萄糖、過氧化氫等生物感測器，運用電化學方法系統研究了不同的尖晶石型磁性納米材料對生物感測器性能的影響，探討了不同材料生物感測器的回響機理，最佳化了影響感測器性能的關鍵因素。在此基礎上，引入石墨烯納米材料，製備了石墨烯/MnCo2O4納米纖維複合材料，通過X射線衍射、傅立葉紅外光譜、能量散射光譜、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡等方法對其組分、結構及形貌進行表征。該石墨烯/MnCo2O4納米纖維不僅具備尖晶石型複合氧化物的電催化活性，而且由於石墨烯的摻入，其對葡萄糖分子的電催化性能提高為原先的2倍多，線性範圍也拓寬了1個數量級。本項目研究為進一步拓展尖晶石型磁性納米材料的套用提供了新的思路，為基於尖晶石型磁性納米材料的生物感測器的套用與開發奠定了基礎。