稀土納米材料的合成、表征及在生物傳感器中的應用.pdf

1、電化學生物傳感器是一種集多門學科于一體衍生的新技術。它憑借自身靈敏度高、分析速度快和選擇性好等優(yōu)點，近年來得到了極為迅速發(fā)展，在臨床醫(yī)學、食品檢測和環(huán)境監(jiān)測等方面有著廣泛的應用；稀土因其特殊的4f電子層結構從而具備多種特有的物化性質(zhì)，將稀土應用于生物傳感器領域能有效改善生物傳感器性能；納米材料有好生物相容性，將其應用到生物傳感器上能增強穩(wěn)定性和電子傳遞速率。本文采用水熱合成法合成一系列的稀土納米化合物并對其結構和尺寸進行表征，之后借助稀

2、土和納米材料兩者特有的物理化學性質(zhì)，引入到生物傳感作為傳感介質(zhì)制備新型的稀土納米材料生物傳感器，以至進一步提高生物傳感器性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用水熱法合成納米材料鉬酸鏑（Dy2(MoO4)3），制備 AuNPs-Dy2(MoO4)3復合材料固定葡萄糖氧化酶（GOD）構建葡萄糖生物傳感器。通過透射電子顯微鏡（TEM）、能譜（EDS）和紫外分光光度計對所制備的材料進行表征分析，并利用循環(huán)伏安法（CV）研究該傳感器生物特性

3、。實驗表明，AuNPs-Dy2(MoO4)3復合材料具有好的生物相容性，能增強固定化的GOD生物活性并促進GOD在電極表面的電子傳遞速率。該傳感器在葡萄糖為0.01～1.0 mmol·L-1的濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出較好的線性關系，最低檢出限（S/N=3）為3.33μmol·L-1。此外，該生物傳感器具有較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。⑵合成Dy2O3-AuNPs復合材料并用于電化學無酶型NaNO2的測定。通過TEM、紫外分光光度計和XRD方法進行表征，

4、同時研究了Dy2O3-AuNPs復合材料電化學性質(zhì)。利用Dy2O3優(yōu)良的電催化性能和AuNPs好的導電性能，制備的電化學生物傳感器對NaNO2的氧化表現(xiàn)出了極好的電催化性能。最優(yōu)條件下，在NaNO2濃度為0.01～1.0 mmol·L-1的范圍內(nèi)氧化峰電流隨NaNO2濃度的增加呈直線增大，線性回歸方程Ipa（μA）=51.1 C（mmol·L-1）+6.70，R2=0.965，檢出限3.3μmol·L-1。此外，該傳感器對 NaNO2的

5、測定表現(xiàn)出了很好的選擇性和好的重現(xiàn)性。當用于實際樣品水樣的分析應用時有很好的回收率，說明制備的傳感器用于實際樣品NaNO2的測定時有著很好的應用價值。⑶水熱法合成球狀n-NdF3，修飾到玻碳電極構筑新型生物傳感器對尿酸檢測，同時采用能譜（EDS）、掃描電鏡（SEM）以及XRD測試手段對n-NdF3結構和形貌表征分析，利用CV研究該傳感器生物特性。實驗發(fā)現(xiàn)，n-NdF3有很好的生物相容性，能夠實現(xiàn)尿酸分子與電極表面之間的直接電子轉移。其中

6、檢測范圍是0.05～1.0 mmol·L-1，最低檢出限（S/N=3）達到16.67μmol·L-1。⑷利用氧化石墨烯（GO）與納米材料復合能加快酶與電極之間電子轉移的特點，利用改良Hummers法制備GO，水熱法合成n-TmPO4，并對合成的GO和n-TmPO4進行表征分析，制備GO/n-TmPO4修飾電極，之后采用差分脈沖伏安法（DPV）研究抗壞血酸（AA）、多巴胺（DA）和尿酸（UA）在修飾電極的電化學行為。實驗表明，GO和n-T