基于微納結(jié)構(gòu)電極界面可控組裝的水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)傳感器研究.pdf

1、水產(chǎn)品質(zhì)量安全是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。針對(duì)常見的危害因素，應(yīng)尋找靈敏、準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)技術(shù)。電化學(xué)傳感器具有靈敏度好、選擇性好、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，是最有前景的快速檢測(cè)技術(shù)之一。其性能取決于電極材料及界面結(jié)構(gòu)。對(duì)于不同目標(biāo)分析物，應(yīng)選擇何種功能性材料以及如何控制納米結(jié)構(gòu)單元的組裝，以獲得預(yù)期的電極性能，是需要解決的關(guān)鍵問題。本論文分別以一維單壁碳納米管(SWCNTs)、二維石墨烯和三維納米多孔金(NPG)作為電極的基礎(chǔ)組裝材料，根據(jù)不同分析物

2、，選擇合適的功能性材料和可控的合成、組裝方法，分別構(gòu)建具有微納結(jié)構(gòu)電極界面的高性能傳感器，并開展水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)的研究工作。主要的研究內(nèi)容、結(jié)果和結(jié)論如下:
　　(1)針對(duì)水產(chǎn)品新鮮度快速檢測(cè)問題，首次提出基于介電泳(DEP)組裝技術(shù)的等離子體氧化SWCNTs與聚（3，4-乙烯二氧噻吩）/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)氣敏薄膜的制備方法。結(jié)果表明，等離子體氧化處理能改善碳管的分散性，PEDOT/PSS可提高碳管的氣敏性。經(jīng)組

3、裝后碳管和聚合物鏈重新排序形成新的有序微納結(jié)構(gòu)，顯著提高薄膜的導(dǎo)電性和氣敏性。該傳感器可檢測(cè)魚類腐敗所釋放的ppm級(jí)NH3以及ppb級(jí)TMA和H2S。
　　(2)針對(duì)水產(chǎn)品Pb2+快速檢測(cè)問題，制備了電化學(xué)還原氧化石墨烯(ERGO)薄膜修飾的絲印電極。ERGO可改善電極的比表面積和電化學(xué)性能。該電極可線性檢測(cè)5-200μg/L Pb2+，靈敏度為93.36μAμM-1 cm-2，檢測(cè)下限為0.54μg/L(S/N=3)。
　

4、　(3)針對(duì)水產(chǎn)品Hg2+快速檢測(cè)問題，制備了基于電化學(xué)合金/去合金化法的NPG電極。合金/去合金化循環(huán)圈數(shù)決定電極的多孔結(jié)構(gòu)及其對(duì)Hg2+的溶出響應(yīng)。該電極可線性測(cè)出1-300μg/L Hg2+。自組裝硫醇化修飾電極表面可提高電極的靈敏度(32.92μA/μM)和檢測(cè)下限（0.098μg/L，S/N=3）。
　　(4)針對(duì)水產(chǎn)品NO2-快速檢測(cè)問題，制備了基于電化學(xué)循環(huán)共沉積法的ERGO/金納米顆粒(AuNPs)薄膜電極。ERG

5、O可增大電極的比表面積，均勻分散在ERGO片之間的AuNPs可提高電極表面的導(dǎo)電性和電催化活性。電極對(duì)水產(chǎn)品中NO2-具有良好的線性響應(yīng)區(qū)間(1-6000μM、6-20 mM)、較高的靈敏度(0.3029、0.1522μAμM-1 cm-2)以及較低的檢測(cè)下限（0.13μM，S/N=3）。
　　(5)針對(duì)水產(chǎn)品單增李斯特菌(LM)靈敏檢測(cè)問題，首次提出基于DEP組裝羧基化石墨烯(CGR)/AuNPs薄膜免疫傳感器的制備方法。DEP