基于分子组装技术制备光纤探针电极的研究

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1、东南大学硕士学位论文基于分子组装技术制备光纤探针/电极的研究姓名：李昌安申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：顾宁20040601摘要本论文基于分子自组装技术制备了多种形貌的光纤探针和用于水-{；铜离子检测的组氩酸修饰金电极。土要包括队下几个方面的内容：l虹吸动态化学腐蚀法制备多种形貌光纤探针的研究基于虹吸原理，设计了种动态化学腐蚀法的简易装置，制备广泛用于近场光学显微镜、纳米光纤生物传感器和扫描电化学／光学显微镜的光纤探针。这是在+般化学腐蚀法的基础上，通过改变虹吸管中水的流向和流速来有效地控制探针锥角和锥长，制备出多种形貌的光纤探针。与传统的静态化学腐蚀法相比，该法具有重复性

2、高、探针形貌可控、操作方便、实验费用低廉、制番的探针表面光滑等优点。利用该装置，成功地制备出针尖尺寸20nm～300nm，针尖锥角在12。～65。之问可调的光纤探针。同时，选择适当的液位差．首次通过’一步腐蚀浊制各出针尖八寸小于50nm的双锥角光纤探针。并对可能的腐蚀机理进行了探讨。2j匕纤探针表面自组装化学镀银的研究在本实验室自组装化学镀工作的基础上首次提出了在光纤探针的表面通过分子自组装技术化学镀银并对镀银的条件进{j了优化。与传统的真空镀膜法相比，该法具有方便、实验费用低廉、可控、以及探针表嘣光滑、无“针孔”等优点。通过光学显微镜、扫描电子显微镜(GEM)、能阜：弥散x一射线电子能谱

3、(EDX)等衷征手段对镀银探针进行了表征并对可能的镀银机理进行了讨论。3戊■醛偶联组氨酸修饰金电极测定铜离子的研究研究了种基于戊一醛偶联组氨酸修饰金电极的方法，并以该修饰电极为T作电极利用方波伏爱法建立了种检测水-I，痕量铜离子的新方法。在铜离子溶液rp搅拌富集，铜离子与修饰电极袁面的组氨酸形成配合物吸附在电极表面，在磷酸缓冲液中．该配合物具有良好的也化学响J■。在对Hi同浓度的铜离子进行检测时发现在l×10“～1．8×lO“mol／L和5×10‘～2．1×10jm01／L之间方波伏安还原峰电流与铜离子浓度呈现良好的线性关系，其最低检测限可达0．5×lO“mol／L，并对可能的检测机理进行

4、了探讨。关键词：分子自组装，虹吸原理，动态化学腐蚀，光纤探针，化学镀银，金属化，修饰金电极铜离子检测。AbstractOpticalf-iberprobeswithvariousshapesandgoldelectrodesmodifiedwithhistidinefordeterminingcopperinwaterhavebeenfabricatedbasedonself—assembledtechnologyinthisdissertationItisconsistsofthefoliowingaspects．1Fabricationofopticalfiberprobesbydyn

5、amicchemicaletchingbasedonsiphonprincipleAsimpledynamicchemicaletchingdevicebasedonsiphonprincipiehasbeendevelopedforfabricationofopticalfiberprobes，whiohwidelyusedinnear—fieldopticalmicroscopy．scanningelectrochemical／opticalmicroscopyandopticelnanobiosensors．ProbeswithvariOUSshapeshavebeenfabrica

6、tedbecausethetapelengthandtapean91eoftheprobecouldbeeffJcientlycontrolledthroughadjustingthespeedanddirectionofwaterfluxwhileetching．Comparedwithtraditionalstaricchemicaletching．thismethodhassomeobviOUSadvantages，suchasreproducibility，controllability，convenience，lesscost．andmakingprobesurfacesmoot

7、h．Probeswithapexdiameterfrom20nmto300nmandtaperanglevariedfrom12。to65。havebeenachievedbythismethod．Moreover，double-tapeprobeswithapexdiameter1essthan50amalsocouldbeobtainedbyselectjngapproprlatewaterleveldifferen