基于聚苯胺-尼龍66納米纖維膜的維生素C顏色傳感器的制備及性能研究.pdf

1、維生素C作為一種人體必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)機(jī)體疾病預(yù)防和治療有著至關(guān)重要的作用，但人體不能通過自身新陳代謝合成維生素C，只能通過飲食或藥物攝入。因此，實(shí)現(xiàn)日常食品藥物中維生素C含量的準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)保持身體健康、飲食營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療保健等具有十分重要的意義。目前，用于維生素C檢測(cè)的方法主要有滴定法、伏安法、高效液相色譜法、分光光度法等，這些方法在滿足檢測(cè)的同時(shí)存在著不同程度的缺陷。如滴定法對(duì)有色物質(zhì)檢測(cè)準(zhǔn)確度低；伏安法電極修飾復(fù)雜；高效液相色譜法需專人操

2、作，儀器價(jià)格昂貴；液相分光光度法便攜性差等。
　　圍繞現(xiàn)有檢測(cè)方法存在的不足之處，本文采取的研究思路如下：擬依托靜電紡納米纖維膜較高的比表面積、豐富的孔結(jié)構(gòu)及聚苯胺良好的氧化還原活性和光學(xué)性能，提出了基于靜電紡聚苯胺/尼龍66復(fù)合納米纖維膜的維生素C比色檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，以期開發(fā)一種靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、便于攜帶、成本低廉、可適于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的維生素C檢測(cè)體系。具體工作開展如下：
　　通過化學(xué)氧化法合成了具有光化學(xué)活性的聚苯胺

3、，以其作為維生素C檢測(cè)的傳感物質(zhì)，尼龍66為模板材料，依托靜電紡絲技術(shù)制備了具有納米蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的聚苯胺/尼龍66復(fù)合納米纖維膜，系統(tǒng)研究了聚苯胺/尼龍66體系中聚苯胺含量對(duì)溶液性質(zhì)、纖維膜形貌結(jié)構(gòu)及維生素C顏色響應(yīng)性能的影響。通過采用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征、紫外-可見光漫反射光譜測(cè)試，確定聚苯胺在溶液體系中的最佳含量為2.5％，且該條件下獲得的納米纖維膜的比表面積為31.23m2/g，較大的比表面積為維生素 C的高靈敏檢測(cè)提供了有利條件。通過

4、優(yōu)化傳感檢測(cè)的過程參數(shù)：氧化時(shí)間（最佳時(shí)間60s）、反應(yīng)時(shí)間（最佳時(shí)間30min），使聚苯胺/尼龍66傳感膜對(duì)維生素C達(dá)到最優(yōu)檢測(cè)效果。
　　此外，在最佳檢測(cè)條件下，借助紫外-可見光漫反射光譜表征對(duì)聚苯胺/尼龍66傳感膜維生素C檢測(cè)的靈敏性、選擇性和再生重復(fù)使用性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，具有較大比表面積的傳感膜對(duì)維生素C可實(shí)現(xiàn)50ppb的裸眼檢測(cè)極限，且具有良好的選擇性和再生重復(fù)使用性。
　　最后，利用智能手機(jī)顏色讀取軟件（iO

5、S App）獲得聚苯胺/尼龍66傳感膜對(duì)標(biāo)準(zhǔn)濃度維生素C響應(yīng)顏色參數(shù)Red（R）、Green（G）、和Blue（B），并將其制成檢測(cè)濃度范圍為50ppb~400ppm的標(biāo)準(zhǔn)比色卡，為實(shí)現(xiàn)維生素C的比色量化分析提供可能。基于主成分分析法，將R、G、B三維數(shù)據(jù)的第一主成分（PC1）作為維生素C濃度對(duì)數(shù)函數(shù)擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中在50ppb~3ppm和4ppm~400ppm濃度范圍內(nèi)PC1與維生素C濃度對(duì)數(shù)呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.953