基于纳米复合材料印迹电化学传感器的研究
印迹聚合物(molecular imprinted polymer，MIP)是一种稳定性高、使用寿命长、制备简单、耐高温高压，能在三维空间上形成对目标分子的特定识别位点的聚合物，修饰到电极表面能提高其选择识别性能。而纳米材料具有比表面积大、表面反应活性高和表面原子配位不全等特点，能作为信号放大工具来构制电化学传感器的活性界面。因此将分子印迹技术与纳米技术相结合，以碳电极为基体转化器，在其表面修饰纳米复合材料和印迹聚合物，制备高选择性和高灵敏度能快速简便地检测目标物质的电化学传感器，将其应用于氨基酸、天然产物及污染物的检测，具体如下： 1.将氧化锌纳米膜(ZnO-NFs)、多壁碳纳米管(MWNTs)、纳米铜颗粒(Cu-NPs)和印迹溶胶-凝胶聚合物(MIP)依次修饰到碳电极(CE)表面，制备了一种对 L-苯丙氨酸具有特异识别能力的印迹电化学传感器。采用扫描电子显微镜(SEM)对各修饰电极进行形貌表征；采用循环伏安法(CV)、示差脉冲伏安法(DPV)、安培时间(I-t)和线性扫描伏安法(LSV)对印迹传感器的电化学性能及最优检测条件进行了探讨。结果表明，当扫速为100 mV/s，工作电压为0.15 V，溶液 pH值为5.5时，该印迹传感器对L-苯丙氨酸的浓度响应线性范围为5.0×10-8～2.0×10-5 mol/L，检出限为3.9×10-9 mol/L。该印迹传感器成功用于实际血清样品的分析，回收率为98％～101％。 2.将修饰有氧化锡纳米颗粒的多壁碳纳米管(nano-SnO2/MWNTs)及聚吡咯分子印迹聚合物修饰到碳电极表面，制备一种对齐墩果酸具有特异识别能力的分子印迹电化学传感器。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、循环伏安(CV)、示差脉冲伏安(DPV)、安培时间(i-t)和线性扫描伏安(LSV)法对各修饰电极进行形貌及电化学性能表征。结果表明，该印迹电极对齐墩果酸具有较好的选择性。该印迹传感器对齐墩果酸的浓度响应线性范围为5.0×10-8～2.0×10-5 g/L，最低检测限为8.6×10-9 g/L(S/N=3)。该印迹传感器成功用于实际样品猕猴桃根中齐墩果酸的检测。 3.将磁性分子印迹聚合物(MIP/Fe3O4-PEG)用作碳电极的增敏元件及分子印迹固相萃取的吸附剂，研制了一种结合磁性印迹固相萃取，能检测复杂样品中大黄素的新型磁性分子印迹传感器。用扫描电子显微镜(SEM)表征磁性印迹聚合物(MIP/Fe3O4-PEG)及印迹传感器(MIP/Fe3O4-PEG/CE)的表面形貌。用循环伏安(CV)和示差脉冲伏安法(DPV)来表征印迹传感器的电化学性能。结果表明，经过印迹固相萃取后，该印迹传感器能检测低含量的大黄素。用DPV检测时，该印迹传感器的检测限为6.8×10-9 g/L。这种方法能成功地检测复杂样品中微量大黄素。 4.研制了一种高选择性高灵敏度的邻苯二甲基二丁酯(DBP)磁性纳米分子印迹传感器。该传感器结合了磁性纳米印迹固相萃取的优点，能用来检测复杂样品中苯二甲基二丁酯(DBP)。所制备的磁性印迹聚合物能同时用于电化学传感器增敏材料及固相萃取吸附剂。用扫描电子显微镜(SEM)表征该磁性印迹聚合材料及磁性印迹电化学传感器表面形貌。采用循环伏安法(CV)、示差脉冲伏安法(DPV)表征该磁性印迹传感器的电化学性能。结果表明，所研制的传感器能检测复杂样品中痕量DBP，其最低检测限为5.2×10-11 g/L(DPV检测，S/N=3)。这种方法成功用于实际复杂样品中DBP的检测。
电化学传感器;印迹聚合物;纳米复合材料;制备工艺;性能评价
吉首大学
硕士
分析化学
张朝晖
2012
中文
TP212.2
78
2012-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）