新型生物納米傳感器的研制及其用于2，4-二氯苯酚等物質(zhì)檢測(cè)的研究.pdf

1、在21世紀(jì)，納米材料與電化學(xué)生物傳感器結(jié)合已經(jīng)成為分析化學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，特別是碳納米管及其復(fù)合材料作為新的修飾材料是化學(xué)修飾電極新的發(fā)展方向。碳納米管由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等性能，呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，吸引了材料、物理、電子、化學(xué)等領(lǐng)域眾多科學(xué)家的極大關(guān)注，成為國(guó)際新材料領(lǐng)域的研究前沿。碳納米管由于具有較大的比表面積和較高的電子傳遞速率，廣泛用于電化學(xué)研究，碳納米管修飾電極具有選擇性高、分析速度快、操作簡(jiǎn)易和價(jià)格低廉

2、等特點(diǎn)，對(duì)于建立新的高靈敏度、高選擇性的分析方法有重要意義。 本論文的工作主要集中在納米技術(shù)與生物電分析化學(xué)相結(jié)合最活躍的研究領(lǐng)域-新型納米材料修飾電化學(xué)傳感器的研制。具體研究工作如下： 1.納米復(fù)合物修飾電極的電化學(xué)傳感器檢測(cè)蘆丁 研制了納米復(fù)合物修飾電極，碳納米管與表面含有大量氨基的殼聚糖在玻碳電極表面首先形成碳納米管/殼聚糖膜，通過膜表面豐富的氨基與納米Au的強(qiáng)靜電吸附，在已修飾了碳納米管的玻碳電極表面獲得

3、均勻致密的納米金修飾層。這種基于納米復(fù)合材料制備的新型電化學(xué)傳感器對(duì)蘆丁具有很好的響應(yīng)，可以快速地實(shí)現(xiàn)電極與蘆丁之間的直接電子轉(zhuǎn)移，有良好的穩(wěn)定性。蘆丁的測(cè)定線性范圍為4.00×10-7～1.77×10-5mol/L，最低檢測(cè)限為1.29×10-7mol/L。由于抗壞血酸在該修飾電極上的氧化電位出現(xiàn)顯著負(fù)移，因此，可避免抗壞血酸對(duì)蘆丁測(cè)定的干擾。該方法可以不經(jīng)預(yù)分離直接檢測(cè)藥物中的蘆丁含量。 2.一種新型的靈敏的檢測(cè)2,4-二氯

4、苯酚的無媒介酪氨酸酶?jìng)鞲衅鞯难兄?2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一種重要的有機(jī)農(nóng)藥，是農(nóng)業(yè)中廣泛使用的除草劑、殺菌劑和殺蟲劑，因此檢測(cè)環(huán)境中2，4-DCP以及研究其反應(yīng)機(jī)理是十分有意義的。將酪氨酸酶固定于碳納米管(MWNTs)和有機(jī)聚合物聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)共修飾的玻碳電極上制成層層修飾電極傳感器。該傳感器在富含O2的溶液中表現(xiàn)出對(duì)2，4-DCP具有靈敏的電化學(xué)響應(yīng)。考察了對(duì)不同pH值、PDDA的吸附時(shí)間、酪

5、氨酸酶的固定量以及MWNTs的用量等因素對(duì)傳感器響應(yīng)性能的影響。該生物傳感器具有對(duì)2,4-DCP的響應(yīng)快(少于7秒)，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。2,4-DCP的濃度在1.99×106～1.01×10.4mol/L范圍內(nèi)與電極的響應(yīng)電流有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.997，檢測(cè)極限為6.58×10-7mol/L。在2,4-DCP較低的濃度下，計(jì)算得到的米氏常數(shù)為6.63×10-5mol/L。并用此方法檢測(cè)了環(huán)境中的2,4-DCP含量。 3

6、.新型辣根過氧化物酶修飾電極的直接電化學(xué)行為研究 利用預(yù)混合自組裝的方法，將兩種帶有不同電荷的高分子聚合物陽(yáng)離子聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽(PDDA)和高分子聚合物陰離子聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉(PSS)之間的靜電吸附把辣根過氧化物酶(HRP)修飾到玻碳電極表面，HRP可以直接的進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移，構(gòu)建了HRP活性生物酶膜。利用紫外—可見吸收光譜(UV—Vis)、循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)及其它表征手段，對(duì)其成膜過程以及膜的生物

7、催化活性等進(jìn)行了全面研究。該傳感器在不需要任何媒介體的條件下，對(duì)H2O2有很好的催化活性，H2O2的濃度在1.66×10-6到1.14×10-4mol/L范圍內(nèi)與電流呈很好的線性關(guān)系，其回歸方程為i=2.85×10.7+0.0147c(mol/L)，相關(guān)系數(shù)R=0.984，檢測(cè)極限為9.76×10.7mol/L(S/N=3)。并對(duì)pH值、HRP和PSS的用量等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化。該修飾電極響應(yīng)靈敏，在10秒內(nèi)就可達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流的95％，具