准一维纳米材料电化学制备及其在dna检测、固载中应用

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1、中山大学硕士学位论文一罗晓腾准一维纳米材料的电化学制备及其在DNA检测、固载中的应用专业：凝聚态物理硕士生：罗晓腾导师：任山副教授摘要纳米科技和生命科学是21世纪最前沿的两大学科。纳米技术和纳米材料在生物学、医学中的应用有着广阔的前景。本论文工作重点应用电化学方法制备了多种准一维纳米金属结构及微电极，初步研究了DNA与这些纳米结构材料和电极之间的相互作用，并展望了这些新型的纳米结构在生物、医药领域中的应用前景。本论文的主要工作、创新点及其意义如下：1、首次研究了DNA在纳米金膜电极上的电化学特性。以晶粒尺

2、寸为40纳米的纳米金膜为工作电极，研究了DNA在纳米金膜电极上的电化学特性：在纳米金膜电极上得到了DNA的三个氧化还原特征峰；比较了DNA和硫醇化DNA在纳米金膜电极上的电化学特性，发现硫醇化有利于DNA在电极上的固定，可得到更强的氧化还原峰。DNA分子与荷电生物表面(例如生物膜)的相互作用是实现基本生命过程的重要环节，因此DNA与电极表面(生物表面模型)相互应用的研究具有重要的理论意义和应用价值，在DNA传感器及DNA生物芯片的研制中也具有重要的应用前景。2、首次制各了固载DNA的镍／金核壳结构纳米丝。

3、采用电化学模板沉积法及化学还原法制备了直径为250纳米，长度为5至lO微米，金层厚度约为50纳米的镍／金核壳结构纳米丝：在该镍／金核壳结构纳米丝上成功地固载了一段DNA片断；应用磁场对固载DNA的镍／金核壳结构纳米丝进行了富集、转移和排列。这种在镍／金核壳结构纳米丝上固载DNA的技术可应用于DNA分离、提纯、传递等生命科学研究及基因治疗中，可望发展成为一种新的非病毒DNA传递载体。3、首次在氧化铝模板中用电化学方法直接生长了镍纳米管阵列。镍纳米管的内径为200纳米，管壁厚约50纳米，长度约l微米，排列整齐

4、，分布均匀。用XRD、SEM、TEM、EDS等材料分析手段分析了镍纳米管这种新材料的成分、结构；测量了镍纳米管阵列的磁性能等物理性质；探讨了镍纳米管形成的机理。4、采用电化学模板沉积法制各了金纳米线阵列及镍纳米线阵列；用XRD、SEM、EDS等材料分析手段分析了金纳米线阵列的成分、结构；对纳米线阵列在DNA检测中的应用提出了设想。关键词：纳米电极DNA电化学检测非病毒基因转运体镍纳米管阵列Ⅱ中山人学硕士学位论文．罗晓腾E1ectrochemicalFabricationofNanomaterialsand

5、TheirApplicationintheDetectionandImmobilizationofDNAMajor：CondensedMatterPhysicsGraduatestudent：XiaotengLuoSupervisor：ShanRen，AssociateProfessorAbstractNanotechnologyandlifesciencearethetwomostpromisingdisciplinesofthe215‘century．Thereisanenormousprospect

6、fortheapplicationsofnanotechnologyandnanomaterialsinbiologyandmedicine．Thisthesisreportsourworksandnewfndingsintheelectrochemicalfabricationofmetalnano—structuresandnano-electrodes，theirinteractionwithDNAandtheirapplicationinbiologyandmedicine，whichmainly

7、include：1、A100nmthickAunanocrystallinedfilmwasfabricatedbyelectronbeamevaporation．TheAunanofilmwasusedastheworkingelectrodetostudytheelectrochemicalbehaviorofDNAonthisnano-structuredelectrode．ThreespecificpeaksforredoxreactionsofDNAwereobtainedontheAunano

8、filmelectrode．TheelectrochemicalpropertiesofDNAandSH—DNAontheAunanofilmelectrodewerecompared．2、Ni／Aucore／shellnanowireswithdiameterof250nm，lengthof5-10urnandacoatedAulayerof50nmthicknesswerefabricatedbyelectrodeposi