面向疾病标志物检测的微纳生物传感器研究
本书获评清华大学优秀博士学位论文

作者:何文正

丛书名:清华大学优秀博士学位论文丛书

定价:89元

印次:1-1

ISBN:9787302718239

出版日期:2026.06.01

印刷日期:2026.06.03

图书责编:樊婧

图书分类:学术专著

电子书
在线购买
分享
内容简介
作者简介
前言序言
资源下载
查看详情 查看详情 查看详情

"本书介绍了电化学生物传感器在疾病标志物检测的应用现状。书中从电化学传感器检测机理出发,结合新兴的热收缩加工工艺和石墨烯、纳米金修饰等方法,对多巴胺、尿酸、前列腺癌特异性抗原检测中存在的多物质交叉敏感、检测下限高、背景蛋白污染等问题进行研究。研究主要分为三部分:提出了一种通过优化静电作用力、电子转移能力和界面传质效果来降低重叠峰干扰的方法,提高了电化学生物传感器的特异性;提出了一种利用热收缩工艺构建微纳米褶皱电极的方法,增强了电化学生物传感器的灵敏度;提出了一种基于热收缩纳米褶皱和白蛋白组装修饰的抗污染方法,提高了电化学生物传感器的抗蛋白污染能力。 本书可作为测控、仪器仪表、传感等领域的本科和研究生课程教学参考,也可供其他相关专业的师生、科研和工程技术人员参考。"

何文正,启元实验室助理研究员,本科毕业于东北大学信息科学与工程学院、并于2018年保送直博至清华大学精仪系,师从叶雄英教授和美国明尼苏达大学麦克凯特杰出教授崔天宏院士。期间曾多次获得国家奖学金、辽宁省优秀毕业生(2018),并获得清华大学优秀博士学位论文(2023)。博士期间主要研究高性能的纳米材料(如石墨烯、金纳米颗粒)及先进微纳加工工艺(热收缩工艺)对电化学传感器灵敏度、选择性、抗污染能力的增强机理及效果,并开发了一套便携式电化学检测仪器,探索其在健康监测中的应用,以第一作者在Biosensors & Bioelectronics、Microsystems & Nanoengineering、IEEE Sensors Journal、IEEE MEMS、IEEE Transducers、 Micro TAS等国际著名期刊及会议发表论文9篇,授权中国发明专利一项,作为主要负责人参与吉林省科技发展重点研发项目一项。

导师序言 健康是人类亘古不变的追求。人的身体从健康发展到疾病,往往是一个由量变到质变的过程。在此过程中,对疾病相关的标志物加以检测,可以帮助医生定位患者的患病状态,对疾病的早期诊断及治疗等具有重要意义,有望减少疾病对人类健康的威胁,延长人类预期寿命。学者们已发现多种与疾病相关联的生物标志物,如脑内多巴胺浓度异常与帕金森综合征、精神分裂症等神经系统疾病有关; 体液内尿酸浓度异常与高尿酸血症、痛风、慢性肾病等代谢系统疾病有关; 血清中前列腺癌特异性抗原升高与前列腺癌有关。 目前医院常用的临床诊断仪器(如化学发光免疫分析仪、质谱仪等)价格昂贵、体型庞大,需要专业技术人员才可操作。这使疾病标志物的检测被限制在了专业的实验室中。相比之下,电化学检测具有操作简单、易小型化、灵敏度高等优点,有望打破当前检测手段的局限性,实现疾病标志物居家快速自检测。然而电化学检测在实际应用中还面临许多挑战。一方面,真实样品中往往存在大量的背景蛋白和活性小分子。这些干扰物质会非特异性地吸附在电化学传感器表面,干扰电化学响应,甚至导致假阳性信号。这要求电化学传感器具备高特异性和高抗蛋白污染能力。另一方面,待测物在真实样品中的浓度往往远低于这些干扰物质。这要求电化学传感器具备超高灵敏度。如何使电化学传感器在高浓度干扰物质共存体系下实现高灵敏度检测?这是一项非常具有挑战性的课题。目前,尚未有相关专著针对性地研究过这个问题。 本书结合近年来蓬勃发展的微纳米材料和微纳米结构,科学系统性地研究了上述问题。第2章和第3章针对共存物质干扰问题,提出了一种石墨烯和纳米金的局部和组合修饰方法。在高浓度抗坏血...

目录
荐语
查看详情 查看详情
目录

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1疾病标志物检测研究意义

1.1.2疾病标志物检测需求分析

1.1.3疾病标志物检测方法分析

1.2电化学检测技术概述

1.2.1电化学检测基本原理

1.2.2电化学测量方法

1.3电化学检测疾病标志物研究现状

1.3.1电化学检测多巴胺及尿酸

1.3.2电化学检测前列腺癌特异性抗原

1.3.3热收缩聚合物在电化学传感器中的应用现状

1.4本书的主要研究内容

1.4.1本书研究目标

1.4.2本书内容安排

第2章基于自组装石墨烯及柔性聚烯烃基底的多巴胺传感器

2.1引言

2.2自组装石墨烯修饰敏感电极加工与测试

2.2.1材料及试剂

2.2.2自组装石墨烯修饰敏感电极加工

2.2.3自组装石墨烯修饰敏感电极表征及测试方法

2.3自组装石墨烯修饰敏感电极性能分析及关键技术探索

2.3.1不同基底电极性能分析

2.3.2石墨烯修饰技术探索

2.4自组装石墨烯修饰敏感电极用于多巴胺检测

2.4.1抗DA氧化物污染性能

2.4.2传感器特异性及响应时间

2.4.3高浓度AA共存体系下检测DA

2.4.4器件柔性与一致性

2.5本章小结

第3章基于自组装石墨烯和纳米金颗粒修饰的多巴胺尿酸传感器

3.1引言

3.2自组装石墨烯和纳米金颗粒修饰敏感电极制备及测试

3.2.1实验试剂及材料准备

3.2.2传感器加工与测试

3.2.3传感器电活性面积计算方法

3.3自组装石墨烯和纳米金颗粒修饰敏感电极关键技术研究

3.3.1电极厚度优化

3.3.2电镀材料选择

3.3.3... 查看详情

本书获评“清华大学优秀博士学位论文”。


查看详情