功能化石墨烯表面分子印跡電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及應(yīng)用.pdf

1、分子印跡電化學(xué)傳感是將分子印跡聚合物對目標(biāo)物的特異性識別和電化學(xué)傳感技術(shù)結(jié)合為一體的一種現(xiàn)代電化學(xué)分析方法，靈敏度高、選擇性好、設(shè)備簡單。表面分子印跡是在特殊載體表面進行的分子印跡物合成技術(shù)，可以大大增加印跡位點的暴露面，加快識別位點與目標(biāo)分子之間的傳質(zhì)作用，避免傳統(tǒng)分子印跡識別位點包埋的種種弊端，日益成為研究者們的關(guān)注熱點。基于表面分子印跡和電化學(xué)傳感的優(yōu)勢，本論文以不同功能化石墨烯修飾的電極為載體，鄰苯二胺為功能單體，通過電聚合條件

2、的控制，在修飾電極表面合成分子印跡膜，構(gòu)筑了功能化石墨烯表面分子印跡電化學(xué)傳感器，實現(xiàn)了分子印跡聚合物合成和電化學(xué)傳感器的一體化構(gòu)筑；研究了傳感器對目標(biāo)物的識別性能和傳感性能；并通過實際樣品的分析檢測，探討了傳感器在實際樣本檢測中的應(yīng)用可行性。所獲結(jié)果對于新的分子印跡電化學(xué)傳感器的構(gòu)建和應(yīng)用提供了方法學(xué)的參考和依據(jù)。具體內(nèi)容如下：
　　1.基于聚苯乙烯磺酸鈉功能化石墨烯（PSS-GR）的大豆苷元分子印跡電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用。<

3、br>　　基于聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）與氧化石墨烯（GO）之間的非共價作用，通過水合肼一步還原法合成PSS功能化的石墨烯（PSS-GR）；采用紫外，紅外、透射電鏡、對PSS-GR進行了表征；通過滴涂修飾技術(shù)，制備了PSS-GR修飾電極（PSS-GR/GCE）；利用PSS-GR與功能單體鄰苯二胺和模板分子大豆苷元之間的非共價作用，在PSS-GR/GCE界面上，通過電聚合條件的控制優(yōu)化，制備了大豆苷元分子印跡膜，探討了聚合物反應(yīng)中單體與模板

4、分子比例、聚合濃度、聚合介質(zhì)條件及聚合強度的影響，確定了分子印跡膜的制備條件，構(gòu)筑了大豆苷元分子印跡電化學(xué)傳感器；以[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-為探針，研究了傳感器對目標(biāo)物大豆苷元的識別性能和傳質(zhì)過程；研究表明，該傳感器在11 min內(nèi)，即可完成大豆苷元在電極表面的飽和富集；在0.1 mol/L的NaOH溶液中，15 min即可完成目標(biāo)分子的洗脫；相對于結(jié)構(gòu)相似的葛根素、槲皮素、染料木素、白楊素，構(gòu)筑的傳感器對大豆苷元

5、的印跡效率高達5.25，表現(xiàn)出了較快的傳質(zhì)過程和較好的選擇識別性。在優(yōu)化的實驗條件下，大豆苷元在分子印跡膜上的識別響應(yīng)與其濃度在1×10-9～2×10-8 mol/L成線性，檢測限為8×10-10 mol/L。該方法可用于實際血樣中和葛根提取液中大豆苷元的檢測。
　　2.基于聚苯乙烯磺酸鈉功能化石墨烯（PSS-GR）的2,4-二氯酚電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用。
　　在第一章研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)PSS-GR對2,4-二氯酚和鄰苯二

6、胺強烈的非共價相互作用，在PSS-GR/GCE界面上，以鄰苯二胺為功能單體，2,4-二氯酚為模板分子，采用循環(huán)伏安掃描電聚合制備了2,4-二氯酚的分子印跡電化學(xué)傳感器，探討了聚合物反應(yīng)中單體與模板分子比例、聚合濃度、聚合介質(zhì)條件及聚合強度的影響；以[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-為探針，研究了傳感器的電化學(xué)行為和對目標(biāo)物2,4-二氯酚的識別性能和傳質(zhì)過程。研究表明，該傳感器在14 min內(nèi)，即可完成大豆苷元在電極表面的飽和

7、富集；在0.1 mol/L的NaOH溶液中，10 min即可完成目標(biāo)分子的洗脫；相對于結(jié)構(gòu)相似的氯酚類化合物，構(gòu)筑的傳感器對大豆苷元的印跡效率高達7.83，表現(xiàn)出了較快的傳質(zhì)過程和優(yōu)異的選擇性。在優(yōu)化的實驗條件下，傳感器對2,4-二氯酚檢測的線性范圍為5×10-9～8×10-8 mol/L，檢測限為1×10-9 mol/L。該方法可以用于實際水樣（湖水、自來水和雨水）中2,4-DCP的檢測。
　　3.基于聚多巴胺功能化石墨烯（PD

8、A-rGO）的2,4-二氯酚分子印跡電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用。
　　基于多巴胺的弱還原性和堿性條件下自聚合的性質(zhì)，一步法合成了聚多巴胺功能化石墨烯（PDA-rGO）。通過通過紫外-可見吸收光譜、紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射對PDA-rGO進行了表征。利用滴涂修飾技術(shù)，制備了PDA-rGO修飾電極（PDA-rGO/GCE）；利用PDA-rGO與功能單體鄰苯二胺和模板分子2,4-DCP之間的非共價作用，在PDA-rGO界面

9、上，通過電聚合條件的控制優(yōu)化，制備了2,4-DCP分子印跡膜；以[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-為探針，研究了構(gòu)筑傳感器的電化學(xué)行為和對目標(biāo)物的傳質(zhì)和識別性能；研究表明，該傳感器在6 min內(nèi)即可完成2,4-二氯酚在電極表面的飽和富集；在乙醇溶液中8 min即可完成目標(biāo)分子的洗脫；相對于結(jié)構(gòu)相似的2-氯酚，三氯酚，五氯酚，鄰氨基苯酚和鄰苯二酚，印跡因子分別為上述干擾物的3.67、4.02、4.63、5.77和25倍，印跡效