分子印跡聚合物結(jié)合納米材料檢測酚類內(nèi)分泌干擾物的電化學(xué)傳感器研究.pdf

1、隨著工業(yè)的快速發(fā)展,大量的酚類內(nèi)分泌干擾物進(jìn)入到人類日常攝入的食品和飲用水中,嚴(yán)重威脅著人類的生存和健康。長期暴露在酚類內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境中就會誘發(fā)癌癥、畸形、生殖器發(fā)育不良等病癥,現(xiàn)存的檢測方法均存在一定的不足,因此急需一種靈敏、快速、準(zhǔn)確、高效的檢測方法來對環(huán)境中的酚類內(nèi)分泌干擾物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。本文采用納米材料與分子印跡聚合物(Molecularly imprintedpolymers,MIPs)結(jié)合溶膠一凝膠(Sol-Gel)、生

2、物素.親和素技術(shù)來構(gòu)建電化學(xué)傳感器實(shí)現(xiàn)對雙酚A(Bisphenol A,BPA)、4-壬基酚(4-nonylphenol,4-NP)、辛基酚(Octylphenol,OP)三種酚類內(nèi)分泌干擾物進(jìn)行檢測。本論文構(gòu)建的傳感器對待測物質(zhì)具有線性范圍寬、檢測限低、選擇性強(qiáng)、穩(wěn)定性高以及重復(fù)性好的特點(diǎn),利用上述材料及方法構(gòu)建的電化學(xué)傳感器已成功地用于實(shí)際樣品的檢測。主要研究包括：
　　 ⑴利用分子印跡聚合物和金納米粒子(Gold nano

3、particles,AuNPs)構(gòu)建了一種基于電流檢測的新型雙酚A電化學(xué)傳感器。在玻碳電極表面修飾金納米粒子后,以雙酚A作為模板分子,電聚合2-氨基苯硫酚得到敏感層。循環(huán)伏安(CV)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測電聚合的過程。利用Fe(CN)63-/Fe(CN)64-氧化還原電子對的特性,以電流檢測來驗(yàn)證敏感層的性質(zhì)。該傳感器檢測雙酚A的線性范圍是8.0×10-6-6.0×10-2mol L-1,檢測限為1.38×10-7 mol L-1(S/N=3),

4、并且表現(xiàn)出了很好的選擇性、穩(wěn)定性和重復(fù)性,能夠用于實(shí)際樣品中雙酚A的測定。
　　 ⑵利用多壁碳納米管(Multi-walled carbon nanombes,MWCNTs)和金納米粒子來提高電子的傳導(dǎo)以及靈敏度,構(gòu)建一種能夠靈敏、方便的檢測雙酚A的新型電化學(xué)印跡傳感器。帶有特異性結(jié)合雙酚A位點(diǎn)的分子印跡溶膠-凝膠聚合物膜通過電化學(xué)沉積修飾到電極上。通過循環(huán)伏安以及紫外可見(UV-visibleabsorption spectr

5、um)光譜來表征實(shí)驗(yàn)所得的復(fù)合物,并研究了傳感器的特異性結(jié)合和選擇性識別能力。該傳感器的線性范圍為1.13×10-7-8.21×10-3mol L-1,檢測限為3.6×10-9 mol L-1(S/N=3)。該印跡傳感器已成功地用于實(shí)際樣品中雙酚A的檢測。
　　 ⑶利用二氧化鈦(TiO2)和金納米粒子構(gòu)建了一種新型的能夠快速靈敏檢測4-壬基酚的電化學(xué)傳感器。將帶有能夠特異性識別4-壬基酚位點(diǎn)的印跡功能化金納米粒子復(fù)合物修飾到電極

6、上,得到的電極通過循環(huán)伏安來表征。分子印跡聚合物的制備效果用紫外可見光譜與紅外光譜(Fourier transform infraredspectroscopy,FTIR)來表征。通過重結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究了該傳感器的特異性結(jié)合及選擇性識別能力。4-壬基酚檢測的線性范圍為4.80×104-9.50×10-7mol L-1,檢測限為3.20×10-7 mol L-1(S/N=3)。該傳感器成功地用于實(shí)際樣品中4-壬基酚的檢測。
　　 ⑷利

7、用分子印跡聚合物、功能化的金納米粒子以及親和素-生物素構(gòu)建檢測辛基酚的生物傳感器。其中分別選取辛基酚、4-氨基苯硫酚和巰基乙酸做為模板分子、功能單體和穩(wěn)定劑,這些物質(zhì)可以與金納米粒子形成印跡功能化的金納米粒子復(fù)合物。將該復(fù)合物通過親和素.生物素系統(tǒng)修飾到電極上,其中親和素與生物素之間的強(qiáng)相互作用力會使得構(gòu)建的傳感器更加穩(wěn)定。該傳感器對辛基酚的檢測線性范圍為9.55×104-5.00×10-7 mol L-1,檢測限為1.40×10-7

8、mol L-1,且表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性、重復(fù)性以及較高的選擇性。此外,該傳感器已被成功地用于實(shí)際樣品的檢測,回收率在93.5-96％之間,說明此傳感器具有很高的準(zhǔn)確性。
　　 ⑸利用分子印跡聚合物與多壁碳納米管-酞菁鈷(CoPc)復(fù)合物構(gòu)建了一種新型的的雙酚A電化學(xué)傳感器。循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)用來對電極的構(gòu)建過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。同時(shí),紫外可見光譜說明分子印跡聚合物的制備與模板分子的洗脫效果都比較明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出分子印跡聚合物與多壁碳納米