納米復(fù)合材料增敏印跡電化學(xué)傳感器研究.pdf

1、印跡聚合物(molecularly imprinted polymer,MIP)是一種制備簡(jiǎn)單、耐高溫高壓、高穩(wěn)定性、使用壽命長(zhǎng),能在三維空間上形成對(duì)目標(biāo)分子的特定識(shí)別位點(diǎn)的聚合物,修飾到電極表面能提高其選擇識(shí)別性能。而納米材料具有比表面積大、表面原子配位不全和表面反應(yīng)活性高等特點(diǎn),構(gòu)制電化學(xué)傳感器的活性界面能作為信號(hào)放大工具。本文將分子印跡技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合,在電極表面修飾納米復(fù)合材料和印跡聚合物,制備出高選擇性和高靈敏度、能快速簡(jiǎn)

2、便地檢測(cè)目標(biāo)物質(zhì)的電化學(xué)傳感器,將其應(yīng)用于蛋白質(zhì)、有機(jī)持續(xù)環(huán)境污染物的檢測(cè),具體如下:
　　1.以殼聚糖包裹磁性四氧化三鐵納米粒子修飾的多壁納米管(MNPs/CS-MWNTs)為電流放大材料,采用電沉積方法,制備一種新型表面印跡生物電化學(xué)傳感器并用于牛清蛋白(BSA)檢測(cè)。采用紅外光譜和掃描電子顯微鏡對(duì)該印跡聚合物(MNPs/CS-MWNTs)進(jìn)行表征。采用差分脈沖伏安法(DPV)詳細(xì)研究了該印跡傳感器的電化學(xué)響應(yīng)與牛血清蛋白濃度

3、之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器的電化學(xué)響應(yīng)值與BSA濃度的對(duì)數(shù)值在1.0×10-4～1.0×10-10gmL-1的濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為2.8×10-11gmL-1(S/N=3),響應(yīng)的時(shí)間為30秒。該印跡傳感器具有較好選擇性、靈敏性及重現(xiàn)性,有利于快速檢測(cè)BSA,為蛋白質(zhì)傳感器的制備提供了一種新的方法。
　　2.制備一種新型的基于碳納米管/石墨烯復(fù)合物修飾的碳電極牛血清蛋白分子印跡傳感器(MIPs/CNT/GP

4、/CE)。首次采用重氮化方法成功將碳納米管固定在石墨烯表面制備出具有優(yōu)異的電子傳遞性能的碳納米管/石墨烯復(fù)合物,并結(jié)合分子印跡技術(shù)采用電沉積的方法制備可控厚度的表面印跡聚苯胺膜,制備對(duì)牛血清蛋白(BSA)具有高選擇性識(shí)別的印跡電化學(xué)傳感器。采用循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)阻抗法(EIS)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)該印跡傳感器的電化學(xué)性能和形態(tài)進(jìn)行表征。采用差分脈沖伏安法(DPV)研究了該分子印跡傳感器電化學(xué)響應(yīng)電流與牛血清蛋白濃度之間的

5、關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器具有寬的線性檢測(cè)范圍為1.0×10-4～1.0×10-10gmL-1,檢測(cè)限為6.2×10-11gmL-1(S/N=3)。該新型印跡傳感器具有高選擇性、靈敏度和重現(xiàn)性,為傳感器的制備提供一種合適的方法。
　　3.采用電聚合方法、四溴雙酚A(TBBPA)為模板分子、吡咯為單體、在石墨烯修飾碳電極表面制備分子印跡傳感器,并以鐵氰化鉀為探針實(shí)現(xiàn)對(duì)TBBPA進(jìn)行高選擇性和高靈敏檢測(cè)。利用循環(huán)伏安法和掃描電子顯微

6、鏡對(duì)電極各修飾步驟的電化學(xué)特性和表面形貌進(jìn)行了表征。通過(guò)測(cè)量Fe(CN)64-–TBBPA復(fù)合物的氧化電流峰值與TBBPA濃度關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)TBBPA的間接檢測(cè),結(jié)果表現(xiàn),印跡傳感器響應(yīng)值與TBBPA濃度在0.5~4.5nM范圍呈線性關(guān)系,檢測(cè)限為0.23nM(S/N=3)。該印跡傳感器成功用于雨水和湖水樣本中TBBPA的檢測(cè),具有簡(jiǎn)單,快速和高效的優(yōu)點(diǎn),為超靈敏檢測(cè)環(huán)境水樣中的TBBPA提供了新的方法。
　　4.以壬基酚為模板分子、

7、吡咯為單體,采用電聚合方法在石墨烯修飾碳電極表面制備對(duì)壬基酚具有高選擇性與靈敏檢測(cè)性的印跡電化學(xué)傳感器。采用電化學(xué)阻抗法、循環(huán)伏安法以及差分脈沖伏安法對(duì)該傳感器的形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明該傳感器對(duì)壬基酚具有很好的選擇識(shí)別性能;在濃度范圍為1.0×10-11～1.0×10-8gmL-1內(nèi)峰電流與壬基酚濃度的負(fù)對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系(R2=0.98),最低檢測(cè)限為3.5×10-12gmL-1(S/N=3)。該傳感器成功用于雨水和自來(lái)