基于納米材料的電化學傳感器及其在生物和環(huán)境分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、基于納米材料的分子印跡和免疫傳感技術(shù)具有特異性好、靈敏度高、快速檢測、操作簡便、成本低等優(yōu)點，備受傳感領(lǐng)域中研究者們的親睞。本文基于鈀納米粒子、羧基化碳納米管和氧化石墨烯納米材料，結(jié)合分子印跡和免疫傳感技術(shù)構(gòu)建了具有快速、高選擇性和高靈敏的電化學傳感器，并將其成功地應(yīng)用于去甲腎上腺素、17-雌二醇、微囊藻毒素-LR的檢測。其內(nèi)容主要包括以下三方面:
　　(1)采用一鍋還原法，以檸檬酸為還原劑，聚乙烯基吡咯烷酮為穩(wěn)定劑，高溫下緩慢還

2、原K2[PdCl4]為鈀納米粒子;采用溶膠-凝膠法，以鈀納米粒子(PdNPs)為載體，去甲腎上腺素(NE)為模板分子，苯基三甲氧基硅烷為功能單體，正硅酸乙酯為交聯(lián)劑，合成了PdNPs表面分子印跡聚合物材料(MIP-coated PdNPs)。將MIP-coated PdNPs修飾于玻碳電極表面構(gòu)建電化學傳感器。我們采用掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜等手段對MIP-coated PdNPs進行了表征。論文中通過循環(huán)伏安法、計時庫侖法和差分脈

3、沖伏安法(DPV)等手段，考察了MIP-coated PdNPs修飾電極的電化學行為。結(jié)果說明，MIP-coated PdNPs對NE具有較好的吸附性能，印跡材料的DPV電流響應(yīng)大于非印跡材料的電流響應(yīng);相對于其它結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)如多巴胺、腎上腺素和乙酰氨基酚，MIP-coated PdNPs傳感器對NE均有較好的選擇性;此外，分子印跡傳感器對NE還具有較高的靈敏度，其DPV電流響應(yīng)與NE的濃度在0.5～80.0μM范圍內(nèi)具有較好的線性關(guān)

4、系，最低檢測限為0.1μM(S/N=3)。該表面印跡材料的合成過程簡便，同時，本章將表面分子印跡和電化學傳感技術(shù)較好地結(jié)合，成功地用于NE的特異性檢測。
　　(2)以羧基化碳納米管為載體，17β-雌二醇(E2)為模板分子，采用1-(1'-羥基丁烷)-3-乙烯基咪唑六氟磷酸為單體，（3，3'-(1'，4'-丁烷)-雙-1-乙烯基咪唑六氟磷酸/乙二醇二甲基丙烯酸酯（物質(zhì)的量比為1∶1）為雙交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，合成了基于碳納米

5、管的表面分子印跡聚離子液體(MWCNTs-MIPIL)。我們采用了掃描電鏡、紅外光譜和熱重分析等手段對碳納米管的表面分子印跡聚合物進行了表征。本章應(yīng)用差分脈沖伏安法(DPV)、交流阻抗譜和循環(huán)伏安法，考察了MWCNTs-MIPIL的電化學行為。結(jié)果證明，與酚類雌激素分子如雌三醇、壬基酚和雌一醇相比，該傳感器對E2具有較好的選擇性和吸附性;其對E2的DPV響應(yīng)電流在0.005～50μM濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系，最低檢測限為0.0015

6、μM(S/N=3）。
　　(3)制備了氧化石墨烯-多壁碳納米管(GO-MWCNTs)復(fù)合材料，并將其修飾于玻碳電極表面，然后固定微囊藻毒素單克隆抗體(MC-LR-mAb)，與微囊藻毒素-LR(MC-LR)抗原發(fā)生抗體-抗原免疫反應(yīng)，從而實現(xiàn)對MC-LR的檢測。本論文通過紅外光譜儀、掃描電鏡等手段，對GO-MWCNTs材料進行了表征。論文中采用交流阻抗法(EIS)和循環(huán)伏安法考察免疫電極的電化學行為，在最優(yōu)化條件下，其EIS響應(yīng)與M