新型納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其中藥分析的應(yīng)用研究.pdf

1、化學(xué)修飾電極，一種靈敏的傳感器，在采用電化學(xué)分析不同的化合物時(shí)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。憑借制備方法簡(jiǎn)單，樣品前處理步驟少，靈敏度高、重現(xiàn)性和選擇性良好等優(yōu)勢(shì)，化學(xué)修飾電極已被廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境樣品、中藥有效成分分析等方面。
　　最近幾年，納米修飾材料如雨后春筍般地涌現(xiàn)，如碳納米管、石墨烯、納米金屬、納米線及其衍生材料等。利用其各自?xún)?yōu)秀的導(dǎo)電性、獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)，納米材料及復(fù)合材料被修飾到各類(lèi)基電極表面，用于選擇性催化待測(cè)物的電化學(xué)反應(yīng)，

2、提高測(cè)定物的電化學(xué)峰電流。構(gòu)建新型納米復(fù)合材料的電化學(xué)傳感器，不僅能夠協(xié)同發(fā)揮兩種或多種納米材料的作用，進(jìn)一步加快電子傳遞，催化電活性物質(zhì)在電極表面的電化學(xué)反應(yīng)，還賦予了電極新的特性，如良好的選擇性和穩(wěn)定性。本文構(gòu)建了三種復(fù)合材料修飾的電化學(xué)傳感器，應(yīng)用于中藥樣品、食品樣品的分析。本論文的內(nèi)容主要分為以下三個(gè)部分：
　　1.山柰酚（Kaempherol）和槲皮素（Quercetin）在十六烷基三甲基溴化銨-羧基化多壁碳納米管修飾的

3、碳糊電極（CTAB-cMWCNTs/MWCPE）上的電化學(xué)行為及其應(yīng)用。
　　通過(guò)滴涂的方法將十六烷基三甲基溴化銨-羧基化多壁碳納米管（CTAB-cMWCNTs）雜化材料修飾到碳糊電極（MWCPE）的表面，構(gòu)建了CTAB-cMWCNTs復(fù)合薄膜材料修飾的碳糊電極（CTAB-cMWCNTs/MWCPE），并將該電極應(yīng)用于山柰酚和槲皮素的單獨(dú)測(cè)定，旨在構(gòu)建一種對(duì)黃酮類(lèi)成分能靈敏測(cè)定的電化學(xué)傳感器。研究結(jié)果表明，CTAB-cMWCNTs

4、/MWCPE對(duì)山柰酚和槲皮素的電化學(xué)行為均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性和選擇性。實(shí)驗(yàn)分別考察了影響山柰酚和槲皮素的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)CTAB-cMWCNTs的修飾量、緩沖溶液的pH、掃速等進(jìn)行優(yōu)化選擇。在最佳條件下，山柰酚的氧化峰電流和濃度分別在0.02~5.0×10-6 mol/L和5.0~50.0×10-6 mol/L的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性系數(shù)分別為-0.9871和-0.9942；槲皮素的氧化峰電流與濃度分別在0.01~5.0×10-6 m

5、ol/L和5.0~20.0×10-6 mol/L的范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為-0.9926和-0.9913。該方法所得的檢出限分別為1.0×10?8 mol/L和5.0×10?9 mol/L(S/N=3)，并成功地將修飾的電極應(yīng)用到鳳仙花中山柰酚與槐米中槲皮素的測(cè)定。
　　2.尿酸和沒(méi)食子酸在金納米團(tuán)簇-磺酸化石墨烯修飾的玻碳電極（AuMCs/SF-GR/GCE）上的電化學(xué)行為及其分析應(yīng)用。
　　以磺酸化石墨烯

6、（SF-GR）獨(dú)特的二維平面結(jié)構(gòu)為基底，將金納米團(tuán)簇（AuMCs）電鍍到磺酸化石墨烯的表面，制備了AuMCs/SF-GR修飾的玻碳電極，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描探針（SPM）以及電化學(xué)方法對(duì)修飾電極的表面進(jìn)行形態(tài)學(xué)的表征，并研究了沒(méi)食子酸和尿酸在該修飾的電極上的電化學(xué)行為，并實(shí)現(xiàn)了它們的分離測(cè)定。結(jié)果表明：AuMCs與SF-GR對(duì)沒(méi)食子酸和尿酸的電催化有協(xié)同作用。相比于單層 AuMCs、SF-GR修飾的玻碳電極，AuMCs/S

7、F-GR修飾的玻碳電極對(duì)沒(méi)食子酸和尿酸顯示出更顯著的電化學(xué)催化性能。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，沒(méi)食子酸和尿酸的氧化峰電流與濃度在0.05~8.0×10?6 mol/L和0.2~50.0×10?6 mol/L的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9978和0.9979，最低檢出限為1.1×10?8 mol/L和1.2×10?7 mol/L(S/N=3)。該方法具有簡(jiǎn)單、選擇性高和靈敏性高的優(yōu)點(diǎn)。為了檢驗(yàn)該修飾電極的實(shí)用性，我們將該修飾電

8、極應(yīng)用于牡丹皮和紅茶中沒(méi)食子酸的單獨(dú)測(cè)定，并實(shí)現(xiàn)了尿樣中沒(méi)食子酸和尿酸的同時(shí)測(cè)定，結(jié)果滿(mǎn)意。
　　3.納米銀粒子-磺酸化石墨烯修飾的玻碳電極（AgNPs/SF-GR/GCE）同時(shí)測(cè)定水產(chǎn)品中的甲硝唑和氯霉素。
　　制備了納米銀粒子/磺酸化石墨烯修飾的玻碳電極，并用掃描電鏡，能譜對(duì)修飾電極表面的修飾材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，采用電化學(xué)方法分離并同時(shí)測(cè)定甲硝唑和氯霉素。結(jié)果表明，均勻地附著在磺酸化石墨烯表面的納米銀粒子能夠在磺酸化石墨烯

9、的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地提高甲硝唑和氯霉素的峰電流，催化其在電極表面的反應(yīng)。而且，納米銀粒子對(duì)還原反應(yīng)有較強(qiáng)的電催化能力。在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，甲硝唑和氯霉素的還原峰電流在0.1~20.0×10?6和0.02~20.0×10?6 mol/L的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性系數(shù)分別為0.9984和0.9993。該方法對(duì)甲硝唑和氯霉素所得的檢出限分別為0.05×10?6和0.01×10?6 mol/L(S/N=3)，并將該方法成功應(yīng)用于水產(chǎn)品蝦中甲硝