基于低維碳納米材料的電化學(xué)生物傳感器的研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器具有良好選擇性、較高靈敏度、易于操作、低成本且分析快速等特點，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境評測、食品檢驗和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。碳納米材料有著優(yōu)異的物理及化學(xué)特性，能夠有效改善電極表面的微結(jié)構(gòu)，是電化學(xué)傳感器領(lǐng)域的研究熱點。通過將碳納米材料和其他材料相結(jié)合，達到進一步改善和提高電化學(xué)傳感器性能的目的。
　　本論文通過將碳納米角、碳量子點等低維碳納米材料與其他材料復(fù)合，設(shè)計制備了四種復(fù)合材料，分別構(gòu)建了四種電化學(xué)傳感器，并研究了復(fù)合材料對

2、生物分子的電化學(xué)催化性能。本論文開展的主要工作如下：
　?。?）通過電聚合方法制備了聚2-氨基吡啶（PAP）/單壁碳納米角（SWCNH）修飾玻碳電極（GCE），在循環(huán)伏安法、交流阻抗法和計時電流等電化學(xué)方法下對所制備電極進行性能的測試。研究表明，通過PAP和SWCNH之間良好的協(xié)同效應(yīng)，PAP/SWCNH/GCE對過氧化氫表現(xiàn)出良好的電催化作用。在5.0×10-5～8.0×10-3mol L-1范圍內(nèi)響應(yīng)電流與濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)

3、系，檢出限為3.6×10-6mol L-1（S/N=3）。
　?。?）采用電聚合的方式在SWCNH基質(zhì)上固定磷鉬酸（PMo12），合成PMo12/SWCNH復(fù)合材料。PMo12/SWCNH/GCE可在較低氧化電位下催化葡萄糖的氧化。在葡萄糖濃度為3.5×10-5～4.0×10-3mol L-1的范圍內(nèi)，呈現(xiàn)良好的線性電流響應(yīng)，檢出限為2.4×10-6mol L-1（S/N=3）。
　?。?）采用一鍋法對Cu2+和硫鉬酸銨進行

4、同步還原并自然干燥，合成二硫化鉬-氧化亞銅（MoS2-Cu2O）復(fù)合材料，并基于碳量子點（CQDs）較大的比表面積和良好的導(dǎo)電性等特點，制備MoS2-Cu2O/CQDs/GCE修飾電極。MoS2-Cu2O/CQDs/GCE對亞硝酸根表現(xiàn)出良好的電催化氧化作用，在1.0×10-5～6.0×10-3mol L-1范圍內(nèi)響應(yīng)電流與亞硝酸根濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限為1.8×10-6mol L-1（S/N=3）。
　?。?）采用電聚合

5、的方式在CQDs基質(zhì)上固定聚（β-環(huán)糊精）（β-CD），合成β-CD/CQDs復(fù)合材料。β-CD/CQDs/GCE分別在0.16、0.31和0.73V處催化多巴胺（DA）、尿酸（UA）和色氨酸（Trp）的氧化，并成功實現(xiàn)三者的同時測定。在UA和Trp共存的條件下，DA檢測的線性范圍為4.0×10-6～2.2×10-4mol L-1，檢出限低至1.4×10-7mol L-1（S/N=3）。在DA和Trp共存的條件下，UA檢測的線性范圍為3

6、.0×10-7～2.0×10-4mol L-1，檢出限低至1.0×10-8mol L-1（S/N=3）。在DA和UA共存的條件下，Trp檢測的線性范圍為5.0×10-6～2.7×10-4mol L-1，檢出限低至1.6×10-7mol L-1（S/N=3）。
　　綜上所述，本論文制備PAP/SWCNH/GCE、PMo12/SWCNH/GCE、MoS2-Cu2O/CQDs/GCE和β-CD/CQDs/GCE四種復(fù)合電極，并將其用于構(gòu)