功能石墨烯電化學(xué)傳感器的制備及對有機磷農(nóng)藥殘留檢測的研究.pdf

1、農(nóng)藥作為快速、高效防治病蟲害等的有效武器，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮著積極的作用。但是它們的不合理使用會導(dǎo)致環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的超標，給生態(tài)環(huán)境和人體健康造成很大威脅。有機磷農(nóng)藥是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一類農(nóng)藥之一，進入人體后抑制乙酰膽堿酯的活性，會導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的衰弱，甚至死亡。因此，建立高效、靈敏、實用的農(nóng)藥殘留分析新技術(shù)已迫在眉睫。
　　 電化學(xué)傳感器具有操作簡單、響應(yīng)快、靈敏度高、儀器小型化、檢測費用低等優(yōu)點，尤其適用于藥

2、殘留的現(xiàn)場檢測。對于農(nóng)藥的電化學(xué)檢測，提高傳感器的靈敏度至關(guān)重要?；诩{米材料優(yōu)良的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、良好的生物相容性以及高的化學(xué)活性，將納米材料引入到電化學(xué)傳感器的研究中，對傳感器的靈敏度、選擇性和響應(yīng)速度等都有很大提高。本論文基于新型納米材料構(gòu)建了三種不同的電化學(xué)傳感器，對有機磷農(nóng)藥殘留的檢測進行了研究，主要分為以下三個方面:
　　 (1)本文以石墨烯-nafion修飾電極，然后在其表面電聚合孔雀石綠，構(gòu)建了一種新型的傳

3、感器。將甲基對硫磷在堿性條件下完全水解成對硝基苯酚，用制備的傳感器對對硝基苯酚進行了檢測，從而實現(xiàn)了甲基對硫磷的間接測定。用循環(huán)伏安法(CV)、線性掃描伏安法(LSV)、計時安培法(CA)等對對硝基苯酚在電極表面的電化學(xué)行為進行了研究。結(jié)果表明，石墨烯顯著提高了電極表面的電子傳遞速率，增強了聚孔雀石綠在電極表面的穩(wěn)定性，石墨烯-nafion/聚孔雀石綠傳感器對底物有很好的催化作用。對緩沖液的pH值、富集電位、富集時間和聚合圈數(shù)等實驗條件

4、進行了優(yōu)化，對部分電化學(xué)動力學(xué)參數(shù)進行了研究。在最優(yōu)條件下，將甲基對硫磷在堿性條件下完全水解后進行了檢測，取得了良好的效果，線性范圍為0.02～1.5μmol/L，檢出限為2 nmol/L。制備的傳感器具有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，水樣及蔬菜中甲基對硫磷檢測的回收率在97.20％～104.53％之間，結(jié)果令人滿意。該傳感器為有機磷農(nóng)藥的檢測提供了一個新的平臺。
　　 (2)本研究采用兩步沉積法，制備了一種石墨烯/鐵氰化釓新型電化學(xué)傳

5、感器實現(xiàn)了對甲基對硫磷的快速、靈敏檢測。用電化學(xué)交流阻抗法(EIS)對修飾電極的制備進行了表征，用循環(huán)伏安法(CV)、示差脈沖伏安法(DPV)等對甲基對硫磷在修飾電極表面的電化學(xué)行為進行了研究。由于石墨烯和鐵氰化釓良好的協(xié)同作用，制備的石墨烯/鐵氰化釓傳感器對甲基對硫磷有很好的吸附催化作用。對緩沖溶液的pH值、富集電位、富集時間等影響條件進行了優(yōu)化，在最佳實驗條件下，甲基對硫磷的還原峰電流與其濃度在0.008～10μmol/L的范圍內(nèi)呈

6、良好的線性關(guān)系，檢出限為1 nmol/L。將制備的傳感器用于實際樣品的檢測，測得水樣中甲基對硫磷的回收率在97.23％～103.55％之間。制備的傳感器具有較好的選擇性、穩(wěn)定性和較高的靈敏度，可應(yīng)用于實際樣品中甲基對硫磷的測定。
　　 (3)本實驗制備了一種用于靈敏檢測毒死蜱的新型免疫傳感器。該免疫傳感器高的靈敏度是通過以下三方面的信號放大作用實現(xiàn)的。首先，甲苯胺藍、PAMAM功能化的石墨烯用于一抗的固定，可以有效增加抗體的固定

7、量，提高電極表面的電子傳遞速率;其次，合成的Fe3O4@Au復(fù)合物具有大的比表面積、很好的催化活性和生物相容性，有利于二抗和辣根過氧化物酶的固定;此外，在過氧化氫的存在下，標記的辣根過氧化物酶催化甲苯胺藍的氧化，有利于甲苯胺藍在電極表面還原峰電流的增大。在實驗優(yōu)化的條件下，甲苯胺藍的還原峰電流在0.08～10 nmol/L和10～300 nmol/L范圍內(nèi)成良好的線性關(guān)系，檢出限為0.06nmol/L。該免疫傳感器具有良好的穩(wěn)定性、重現(xiàn)