基于納米復合材料檢測兒茶酚等酚類物質的電化學傳感器的研究.pdf

1、酚類污染物是環(huán)境監(jiān)測中十分重要的指標，酚類化合物因常用于塑料、染料、農藥、紙張和石油化學產品等的生產過程而成為重要的環(huán)境污染物之一，常存在于水、土壤和沉積物中。由于大多數(shù)的酚類化合物對生物體和人類表現(xiàn)出高度的毒性和副作用，世界衛(wèi)生組織（The World Health Organization，WHO）將這些酚類化合物列為優(yōu)先控制污染物，并確定了地表、地下和飲用水中酚類化合物的最大允許含量。大多數(shù)酚類化合物屬于高毒物質，主要通過工業(yè)廢水

2、進入天然水體，我國確定的水中優(yōu)先控制污染的黑名單共十四類，第五類為酚類污染物，因而，制備出簡便、快速、準確、靈敏、選擇性好的化學生物傳感器來實現(xiàn)對目標物質的實時監(jiān)測有著重要的作用及意義。兒茶酚在環(huán)境中廣泛存在,作為公認的有害物質,對人體健康和環(huán)境有很大的影響.兒茶酚對中樞系統(tǒng)具有抑制作用,還可以影響白細胞中DNA的合成,導致染色體畸變.兒茶酚是生產多種化工產品和農藥的基本原料及中間產物,在環(huán)境中很常見。所以兒茶酚及其酚類物質的監(jiān)測收到了

3、普通大眾的關注。介孔分子篩SBA-15具有較高比表面積、孔道結構規(guī)則,且孔徑易于調節(jié)、孔壁的厚度可控，熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性較好、表面易改性，在催化、吸附、分離及生物和納米材料等應用領域發(fā)揮著重要的作用。尤其是在作為載體方面,因具有其它載體無法比擬的優(yōu)越性而備受關注。介孔材料經氨基改性后,可用戊二醛交聯(lián)，將大分子蛋白通過共價鍵作用與之連接，因此很好地應用于生物化學傳感器的領域。
　　本研究主要內容包括：⑴制備具有良好的生物親和性以及

4、較大的比表面積的介孔 SBA-15，作為傳感器基底材料、利用電沉積法將金納米粒子修飾到玻碳電極表面，制備層層組裝修飾玻碳電極的新型兒茶酚電化學傳感器。以XRD、BET、SEM、TEM表征修飾材料及修飾電極。以具有較高的電化學可逆性的鐵氰化物作為電子傳遞介質，采用循環(huán)伏安法和電化學交流阻抗等方法研究修飾電極的電化學特性。由于介孔材料較大的比表面積和金納米粒子較好的導電性，該修飾電極對于兒茶酚有較好的電流響應及抗干擾性。優(yōu)化條件下，該傳感器

5、對兒茶酚的響應范圍：1.0×10-6~2.5×10-4 M，檢測限為2.0×10-7 M(3倍信噪比)，相關系數(shù)為0.998。⑵使用三嵌段共聚物 F-127作為模板導向劑，采用溶劑揮發(fā)誘導自組裝(EISA)的手段制備得到有序介孔酚醛樹脂高分子MPs(FDU-15)。利用電沉積金和層層自組裝多酚氧化酶(PPO)修飾玻碳電極制備新型蘆丁(Rutin)傳感器。循環(huán)伏安法和電化學交流阻抗用于研究修飾電極的電化學特性。由于MPs(FDU-15)-

6、AuNPs復合膜中，MPs(FDU-15)和AuNPs都具有良好的導電性，該修飾電極對于蘆丁有較好的電流響應。在最佳條件下，該傳感器對蘆丁的檢測濃度范圍：5×10-8~7.05×10-6M，檢測限為2×10-8M(3倍信噪比)，相關系數(shù)為0.999。⑶制備NH2-SBA-15介孔材料。使用正硅酸乙酯(TEOS)和氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)將 SBA-15介孔分子篩功能化，并利用戊二醛將多酚氧化酶共價固定,固定在電極表面的多酚氧化酶