中空球的制备及其电化学传感活性氧开题报告

1. 研究目的与意义

活性氧(ros)是需氧生物体内细胞代谢不可避免的一种产物，是生物体内的含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称，主要包含单线态氧、超氧阴离子(o₂^-)、过氧化氢(h₂o₂)和羟基自由基(·oh)。机体内氧化代谢可不断形成活性氧，在一定的空间、时间和一定的限度内活性氧有积极的生理作用。但是，当机体受到疾病或某些因素影响时，ros的浓度就会超过正常的生理水平，此时由于其极强的氧化性将会影响人体内正常的新陈代谢，从而导致dna、蛋白质等生物分子的过氧化损伤，细胞的正常生理功能将会被破坏，进而诱发各类严重疾病。因此，检测生物体内的ros在疾病的诊断和治疗方面意义重大。

ros的存在与人类的身体健康息息相关，因此寻找简单、快速、灵敏的ros检测技术已成为当今世界研究ros的关键之处。目前为止，常见的ros检测技术主要包括电子自旋共振法、化学发光法、荧光法、分光光度法和电化学方法等。其中，电化学方法由于其灵敏度高、稳定性好、响应快速、设备简单、易于操作、价格低廉、能进行在线连续监测等优点而受到了广泛关注。目前检测ros的电化学传感器主要分为两类：无酶型电化学传感器和酶电化学传感器。尽管酶电化学传感器选择性和灵敏度都不错，但是作为生物大分子的酶容易受到外界环境的影响，且固定酶的过程复杂，成本也高，酶的使用寿命又有限，因此无酶电化学传感器逐渐被人们所关注。

与其它材料相比，纳米材料至少有一维的尺寸处于1-100 nm之间，具有一些特殊的物理化学特性，如强吸附能力、高表面反应活性、高扩散性、大比表面积和高导电率等。近年来，纳米科技的发展推动了ros电化学传感器研发领域的进步。在无酶电化学传感器的构建过程中，工作电极的修饰材料的选择是十分重要的。将具备独特性能的纳米材料引入工作电极表面，不仅可以消除基于生物酶的传统电化学传感器的劣势，还可以提高传感器的灵敏度、重现性和稳定性。同时，纳米材料还能增大电极的比表面积，从而提高电极的电导率。因此，将纳米材料引入工作电极进而构建非酶电化学传感器成为新型ros电化学传感器的研究热点。目前用于电化学传感的纳米材料有贵金属（pt、au、ag等）、过渡金属化合物（mntio₃、mn₃(po₄)₂、co₃(po₄)₂等）以及碳材料（碳纳米管、石墨烯、中空碳球等）。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1.利用模板法制备不同成分中空球材料；

2.通过tem、sem、xrd、bet等方式表征材料；

3. 研究的方法与步骤

1、材料制备：模板法

迄今为止，已经报道的中空微球的制备方法有很多种，包括：模板/层层自组装法、模板/溶胶-凝胶法、微乳液/溶胶-凝胶法等。模板法由于高度灵活、可调控性的特点受到人们的极大重视。可用于制备中空微球的模板有很多种，这里我们将以sio₂为模板制备中空碳球为例，具体步骤如下：

(1)取一定量的正硅酸乙酯(teos)和乙醇，分散后在碱性环境下合成sio₂球模板；

4. 参考文献

1.liu, l., zhao, h., shi, l., lan, m., zhang, h., yu, c. electrochimica acta2017, 227,69-76.

2.wang, m. q., ye, c., bao, s. j., xu, m. w., zhang, y., wang, l., ma, x. q.,guo, j., li, c. m. biosens bioelectron 2017, 87,998-1004.

5. 计划与进度安排

(1)第1周~第4周，查阅资料，制定实验方案与计划，准备开题报告；外文论文翻译，论文前言部分的撰写；

(2)第5周~第8周，合成中空材料；对材料进行xrd、sem等表征；并探索材料制备条件对材料结构的影响；