石墨烯基電化學(xué)傳感平臺(tái)的構(gòu)建及其農(nóng)藥殘留檢測(cè)應(yīng)用研究.pdf

1、農(nóng)藥殘留已對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康造成了極大威脅，因此發(fā)展簡(jiǎn)便快捷、靈敏可靠的農(nóng)藥檢測(cè)方法，己成為迫在眉睫的重要研究課題。與經(jīng)典的色譜法相比，電化學(xué)傳感檢測(cè)法因具有靈敏度高、分析速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，更適合于飲用水以及農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留的簡(jiǎn)便快捷、靈敏可靠檢測(cè)。其中電化學(xué)傳感功能界面的構(gòu)建，是發(fā)展電化學(xué)傳感器檢測(cè)法的關(guān)鍵步驟，而將納米科學(xué)與電化學(xué)技術(shù)有效結(jié)合，是目前電化學(xué)傳感器的發(fā)展熱點(diǎn)和趨勢(shì)。本文利用合成的具有優(yōu)異物理化學(xué)性能的石墨烯基功能

2、納米材料，構(gòu)建了幾種新型傳感平臺(tái)，并結(jié)合光電化學(xué)(PEC)、電化學(xué)發(fā)光(ECL)和安培傳感等電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)，發(fā)展了幾種可用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)的電化學(xué)傳感方法，具體內(nèi)容如下:
　　(1)耦合PEC技術(shù)-酶抑制原理，研制了一種可用于有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱的快速、靈敏檢測(cè)的酶抑制型PEC傳感器。研究表明，合成的Cd0.5Zn0.5S/石墨烯功能納米材料不僅具有良好的生物相容性，有效地保持固定在電極表面的乙酰膽堿酯酶(AChE)活性，而且其優(yōu)異的P

3、EC性能還為目標(biāo)分析物檢測(cè)提供了良好的傳感平臺(tái)。在優(yōu)化條件下，所研制的PEC傳感器響應(yīng)光電流的減小值(ΔI)與毒死蜱濃度的對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，其線性范圍為1 ng mL-1～1μg mL-1，檢測(cè)下限為0.3 ng mL-1;同時(shí)該傳感器具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
　　(2)以原位法制備的CdS納米晶/石墨烯量子點(diǎn)(CdS NCs/GQDs)為ECL傳感平臺(tái)，研制了一種可用于有機(jī)氯農(nóng)藥五氯苯酚(PCP)檢測(cè)的ECL傳感器。研究表

4、明，與CdSNCs相比，CdS NCs/GQDs功能納米材料的ECL信號(hào)不僅增強(qiáng)了4倍，而且ECL的起始電位降低了80 mV。在優(yōu)化條件下，所研制傳感器的ECL信號(hào)強(qiáng)度與PCP濃度的對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，其線性范圍為0.01～500 ng mL-1，檢測(cè)下限為3 pg mL-1;另外，該傳感器具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，可應(yīng)用于實(shí)際樣中PCP的痕量測(cè)定。
　　(3)利用所制備的CdS NCs/GQDs功能納米材料良好的PEC性能，以

5、集成的絲網(wǎng)印刷電極為固定化平臺(tái)，研制了一種可用于有機(jī)磷農(nóng)藥甲基對(duì)硫磷靈敏測(cè)定的可拋式PEC傳感器。研究表明，與CdS NCs相比，制備的CdSNCs/GQDs功能納米材料的PEC信號(hào)增強(qiáng)了4倍，這歸因于GQDs良好的電子傳導(dǎo)能力。在優(yōu)化條件下，所研制的傳感器的響應(yīng)光電流與甲基對(duì)硫磷濃度的對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，其線性范圍為0.01～100 ng mL-1，檢測(cè)下限為3pgmL-1;同時(shí)該傳感器具有裝置簡(jiǎn)單、響應(yīng)時(shí)間短以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。<

6、br>　　(4)以部分氧化剝離的多壁碳納米管(MWCNTs)制得的核殼結(jié)構(gòu)MWCNTs@氧化石墨烯納米帶(MWCNTs@GONRs)為信號(hào)放大材料，魯米諾為ECL發(fā)光體，研制了一種可應(yīng)用于PCP測(cè)定的ECL傳感器。研究表明，修飾在電極表面的MWCNTs@GONRs有效地催化了魯米諾的氧化還原反應(yīng)，與裸電極相比，魯米諾在MWCNTs@GONRs修飾電極上的氧化峰電流增強(qiáng)了約3倍;其相應(yīng)的ECL強(qiáng)度增強(qiáng)了約4.4倍。在優(yōu)化條件下，該傳感器E

7、CL信號(hào)強(qiáng)度與PCP濃度的對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，其線性范圍為2 pg mL-1～10 ng mL-1，檢測(cè)下限為0.7 pg mL-1;同時(shí)該傳感器具有較理想的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
　　(5)進(jìn)一步以MWCNTs@GONRs為AChE固定化材料，研制了一種可應(yīng)用于氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥西維因的安培型電化學(xué)傳感器。研究表明，MWCNTs@GONRs為AChE的固定化提供了良好的生物相容性環(huán)境，有效保持了AChE良好的電催化活性。另外，固定在M

8、WCNTs@GONRs表面的AChE對(duì)其催化底物氯化硫代乙酰膽堿具有較高的親和性和催化活性，其米氏常數(shù)為0.25mmol L-1。該傳感器的酶抑制率與西維因濃度的對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，其線性范圍為1 ng mL-1～lμg mL-1，檢測(cè)下限為0.3 ng mL-1;同時(shí)該傳感器具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。
　　(6)以一步溶劑熱法制備的Fe3O4納米粒子功能化石墨烯納米帶(Fe3O4/GNRs)為傳感平臺(tái)，研制了一種可應(yīng)用于多巴胺