復(fù)合碳納米材料用于瘦肉精類分子的電化學(xué)傳感分析.pdf

1、“瘦肉精”是一類叫做β-受體興奮劑類的藥物，最常見的有克倫特羅(CLB)、萊克多巴胺(RAC)和沙丁胺醇(SAL)，易在動物體內(nèi)殘留并通過食物鏈被人體攝入，會導(dǎo)致人體中毒，嚴重威脅到公眾健康和生命安全。為了保證公眾健康，本文致力于將復(fù)合納米材料應(yīng)用到電化學(xué)傳感器中實現(xiàn)對豬肉等樣品中殘留“瘦肉精”的快速靈敏檢測，同時探討這類物質(zhì)在傳感界面發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。主要有以下幾個方面的研究:
　　將氧化石墨烯(GO)和酸化后的單壁碳納米管(S

2、WCNT)超聲分散在Nafion的乙醇溶液中，滴涂于玻碳電極(GCE)表面，形成GO/SWCNT-Nafion/GCE。采用掃描電子顯微電鏡(SEM)對不同修飾電極的表面形貌進行表征，探討了其對克倫特羅分子的循環(huán)伏安(CV)行為和差分脈沖伏安(DPV)行為，發(fā)現(xiàn)GO/SWCNT-Nafion復(fù)合膜對CLB分子表現(xiàn)出了顯著的電催化氧化活性，其作用機制是CLB分子(1)中的苯胺基被氧化，在0.98V表現(xiàn)出特征氧化峰(I)，產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)陽離子

3、(2)與CLB分子通過“Head-to-head”耦合形成CLB的二苯胺中間體(3)，在低電位下發(fā)生分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移形成CLB二聚體(4)。在優(yōu)化的實驗條件下，該復(fù)合膜對CLB在濃度為1.0×10-8～6.0×10-6mol/L范圍具有良好的線性響應(yīng)，檢測下限達到6.0×10-9 mol/L。該電極具有良好的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，可應(yīng)用于豬肉和豬肝臟樣品中CLB的測定，加標(biāo)回收率達到96.9～105.3％，表明該方法在食品安全分析領(lǐng)域具

4、有應(yīng)用價值。
　　將酸化后的雙壁碳納米管(DWCNT)和氧化石墨烯(GO)按照1∶1的比例超聲分散于Nafion的乙醇溶液中，滴涂于玻碳電極(GCE)表面制成氧化石墨烯/雙壁碳納米管-Nafion修飾電極(GO/DWCNT-Nafion/GCE)用于萊克多巴胺的檢測。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對不同修飾電極表面的形貌進行了表征。通過循環(huán)伏安法(CV)和差分脈沖伏安法(DPV)對萊克多巴胺(RAC)在電極上的電化學(xué)行為進行研究并探

5、討了其氧化機理。實驗結(jié)果表明，該氧化反應(yīng)發(fā)生在萊克多巴胺分子兩端的酚羥基上，伴隨著兩個單位的質(zhì)子和電子的轉(zhuǎn)移。在優(yōu)化的實驗條件下，該修飾電極對萊克多巴胺具有良好的線性響應(yīng)，范圍為1.0×10-8～1.0×10-6 mol/L，檢測限為5.4×10-9 mol/L。該修飾電極具有良好的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。最終，該修飾電極成功用于豬血清和豬尿樣品中萊克多巴胺的檢測，加標(biāo)回收率為93.92～104.7％，表明本方法在食品安全領(lǐng)域具有應(yīng)用前

6、景。
　　通過液相還原法制備多壁碳納米管負載鉑納米粒子復(fù)合材料，超聲分散于Nafion溶液中，滴涂于玻碳電極(GCE)表面制得了納米鉑/多壁碳納米管-Nafion修飾玻碳電極(PtNPs/MWCNT-Nafion/GCE)。研究了沙丁胺醇(SAL，1)在該修飾電極表面的循環(huán)伏安(CV)行為和差分脈沖伏安(DPV)行為，發(fā)現(xiàn)PtNPs/MWCNTs-Nafion復(fù)合膜對SAL分子表現(xiàn)出了顯著地電催化氧化活性，其作用機制是沙丁胺醇分子

7、(1)失去一個單位的電子和質(zhì)子后形成自由基中間體(2)，自由基中間體(2)通過分子內(nèi)電子共振轉(zhuǎn)移到與酚羥基相鄰的碳原子上形成自由基中間體(3)，兩個單位的中間體(3)通過C-C鍵的鍵合形成中間體(4)，中間體(4)在該體系內(nèi)容易轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的沙丁胺醇二聚體(5)。在優(yōu)化的實驗條件下，該復(fù)合膜修飾電極對SAL在濃度為3.0×10-8～2.0×10-6mol/L范圍內(nèi)有著良好的線性響應(yīng)，檢測限為1.0×10-8 mol/L。該修飾電極具有良好