新型納米復合材料電化學傳感器的構建及其中藥分析的應用研究.pdf

1、化學修飾電極，一種靈敏的傳感器，在采用電化學分析不同的化合物時發(fā)揮著關鍵的作用。憑借制備方法簡單，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，化學修飾電極已被廣泛應用于食品、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。利用其各自優(yōu)秀的導電性、獨特的空間結構，納米材料及復合材料被修飾到各類基電極表面，用于選擇性催化待測物的電化學反應，

2、提高測定物的電化學峰電流。構建新型納米復合材料的電化學傳感器，不僅能夠協(xié)同發(fā)揮兩種或多種納米材料的作用，進一步加快電子傳遞，催化電活性物質在電極表面的電化學反應，還賦予了電極新的特性，如良好的選擇性和穩(wěn)定性。本文構建了三種復合材料修飾的電化學傳感器，應用于中藥樣品、食品樣品的分析。本論文的內容主要分為以下三個部分：
　　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）上的電化學行為及其應用。
　　通過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，構建了CTAB-cMWCNTs復合薄膜材料修飾的碳糊電極（CTAB-cMWCNTs/MWCPE），并將該電極應用于山柰酚和槲皮素的單獨測定，旨在構建一種對黃酮類成分能靈敏測定的電化學傳感器。研究結果表明，CTAB-cMWCNTs

4、/MWCPE對山柰酚和槲皮素的電化學行為均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性和選擇性。實驗分別考察了影響山柰酚和槲皮素的實驗條件，對CTAB-cMWCNTs的修飾量、緩沖溶液的pH、掃速等進行優(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的范圍內呈良好的線性關系，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的范圍內呈現(xiàn)良好的線性關系，線性相關系數(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用到鳳仙花中山柰酚與槐米中槲皮素的測定。
　　2.尿酸和沒食子酸在金納米團簇-磺酸化石墨烯修飾的玻碳電極（AuMCs/SF-GR/GCE）上的電化學行為及其分析應用。
　　以磺酸化石墨烯

6、（SF-GR）獨特的二維平面結構為基底，將金納米團簇（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，通過掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描探針（SPM）以及電化學方法對修飾電極的表面進行形態(tài)學的表征，并研究了沒食子酸和尿酸在該修飾的電極上的電化學行為，并實現(xiàn)了它們的分離測定。結果表明：AuMCs與SF-GR對沒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修飾的玻碳電極對沒食子酸和尿酸顯示出更顯著的電化學催化性能。在最佳實驗條件下，沒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的范圍內呈良好的線性關系，線性相關系數(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)。該方法具有簡單、選擇性高和靈敏性高的優(yōu)點。為了檢驗該修飾電極的實用性，我們將該修飾電

8、極應用于牡丹皮和紅茶中沒食子酸的單獨測定，并實現(xiàn)了尿樣中沒食子酸和尿酸的同時測定，結果滿意。
　　3.納米銀粒子-磺酸化石墨烯修飾的玻碳電極（AgNPs/SF-GR/GCE）同時測定水產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，能譜對修飾電極表面的修飾材料進行結構表征，采用電化學方法分離并同時測定甲硝唑和氯霉素。結果表明，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、的基礎上，進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。而且，納米銀粒子對還原反應有較強的電催化能力。在最佳的實驗條件下，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的范圍內呈良好的線性關系，線性系數(shù)分別為0.9984和0.9993。該方法對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)，并將該方法成功應用于水產品蝦中甲硝