锆基金属有机框架纳米酶用于电化学检测过氧化氢的研究

以具有拟过氧化物酶活性的新型含锆金属有机框架(Zr-MOF)为修饰材料,以全氟聚苯乙烯磺酸溶液(Nafion)为稳定剂,使用滴涂法将材料修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备用于过氧化氢(H_2O_2)检测的无酶电化学传感器(Nafion/Zr-MOF/GCE)。采用循环伏安法和计时电流法研究H_2O_2在修饰电极上的电化学行为,结果表明:该修饰电极对H_2O_2具有良好的电催化活性,可以明显增强H_2O_2的检测电流值,在浓度为1～45 mmol/L的范围内呈现出良好的线性关系,检出限为0.1 mmol/L。该电化学传感器成功应用于牙膏中H_2O_2含量的测定。     

基于Au-MoS2和hemin的双酚A电化学适配体传感器研究

本文基于双酚A(BPA)与其适配体互补链(cDNA)对适配体的竞争结合作用构建了检测BPA的电化学传感器。制备了金纳米粒子与二硫化钼的纳米复合物(Au-MoS_2),并将其修饰到玻碳电极(GCE)表面,制得修饰电极Au-MoS_2/GCE。通过巯基修饰的cDNA与适配体的杂交反应,生成双链DNA(dsDNA),利用其中cDNA的巯基在金纳米粒子表面生成Au-S键的化学吸附作用,将dsDNA修饰到电极表面。利用具有卟啉平面结构的氯化血红素(hemin)在dsDNA沟槽中的嵌插作用,制得电化学传感器Hemin-dsDNA/Au-MoS_2/GCE。基于hemin对于H_2O_2和对苯二酚(HQ)的化学反应的电催化作用,建立了差分脉冲伏安法(DPV)测定BPA的分析方法,由于BPA与适配体结合的亲和性较强,在一定实验条件下,溶液中BPA浓度越高,导致更多的hemin从电极表面脱落,结果表明,在优化的实验条件下,DPV峰电流值与BPA浓度在1.0 nmol·L~(-1)至10.0μmol·L~(-1)的范围内呈线性关系,检测限为0.8 nmol·L~(-1)。本文还考察了传感器的稳定性与选择性,并将其用于实际样品中BPA的检测,结果满意。     

电化学法直接制备层状双金属氢氧化物-聚苯胺修饰电极及其在H_2O_2检测中的应用

以电化学方法在玻碳电极(GCE)上修饰聚苯胺(PAN)和层状双金属氢氧化物(LDHs),得到PAN-LDHs/GCE。以该电极为工作电极,探讨了H_2O_2的电化学行为。结果表明,相比GCE和LDHs/GCE,PAN-LDHs/GCE对H_2O_2的电化学信号表现出良好的电化学响应。H_2O_2的浓度在为0.1μmol/L~2 mmol/L范围时,响应电流与H_2O_2的浓度呈现出两段良好的线性关系,相关系数R分别为0.9956和0.9985,检出限为35 nmol/L。将PAN-LDHs/GCE应用于湖水样品中的H_2O_2的分析检测,加标回收率为98.0%~102.0%,RSD为3.2%。PAN-LDHs/GCE可用于对实际水样中H_2O_2检测。     

基于PAC修饰的氧化石墨烯负载纳米Pt构建新型三维过氧化氢电化学传感器

为构建一种新的无酶电化学生物传感器并将其用于细胞中释放的H_2O_2的有效检测,将聚二烯丙基二甲基氯化铵(PAC)修饰的氧化石墨烯(GO)和纳米Pt通过物理吸附和电化学沉积H_2PtCl_6共同负载于玻碳电极上,成功制备了Pt/PAC-GO/GCE生物传感器。扫描电镜表明纳米Pt能很好地负载于PAC-GO表面。Pt/PAC-GO/GCE生物传感器对H_2O_2具有较宽的线性范围(0.04～3.6μmol/L及4.4～28.6μmol/L)及较高的电流响应(检出限为0.01μmol/L)。此外,该生物传感器具有较强的抗干扰能力,已成功用于活细胞H_2O_2的检测,有望用于医学诊断。     

富勒醇修饰电极的多巴胺电化学传感器研究

以富勒烯和H_2O_2为原料在强碱条件下采用回流氧化法合成了水溶性富勒醇(C_(60)(OH)_n)。将Nafion溶液与C_(60)(OH)_n超声混合均匀,并修饰到玻碳电极表面,得到Nafion-C_(60)(OH)_n/GCE。电化学实验结果表明,该修饰电极对多巴胺在磷酸盐缓冲液(PBS)中的电化学反应具有显着的电催化作用。在最佳条件下,氧化峰电流与多巴胺浓度在0.2μmol·L~(-1)～20μmol·L~(-1)和20μmol·L~(-1)～100μmol·L~(-1)范围内具有良好的线性关系,检测限为0.011μmol·L~(-1)(S/N=3)。此外,该传感器具有良好的重现性和稳定性,并用于人体血清中的多巴胺分析,回收率达96.1%～97.3%。     

DNA-Fe配合物生物聚合离子膜修饰玻碳电极的制备及其用作过氧化氢电化学传感器的研究

将1.00g·L~(-1) DNA溶液与1.00mmol·L~(-1)三氯化铁溶液混合制得DNA-Fe(Ⅲ)配合物溶液。取溶液20μL滴涂于经抛光的GCE表面,滴加0.50g·L~(-1) CTS溶液10μL,于20℃干燥22h制得DNA-Fe/CTS修饰的GCE电极。利用扫描电子显微镜对DNA-Fe/CTS BPICM的形貌进行了表征。采用循环伏安法和安培-时间曲线法研究该修饰电极的电化学特性及该电极对过氧化氢的电化学响应。结果表明,固定在聚合膜中的铁离子表现出较好的电化学活性,DNA-Fe/CTS/GCE对过氧化氢的还原反应具有较好的电催化活性。由此提出了一种新型生物相容性过氧化氢电化学传感器。该传感器的线性范围为0.01~2.0mmol·L~(-1),检出限(3S/N)为3μmol·L~(-1)。     

基于Ag_2S-MWNTs的肌红蛋白直接电化学研究

制备了硫化银-多壁碳纳米管(Ag2S-MWNTs)纳米复合材料,构置了Mb-Ag2S-MWNTs-CHIT/GCE,并研究了肌红蛋白(Mb)在该修饰电极上的直接电化学和电催化行为。采用扫描电镜和透射电镜表征了Ag2SMWNTs的形貌,利用循环伏安法对Mb的电化学行为进行研究。Ag2S能够均一、稳定的在MWNTs表面生长,所构置的修饰电极在PBS中出现一对峰形良好的、准可逆的氧化还原峰,并对过氧化氢(H2O2)表现出良好的电催化作用,测定H2O2的线性范围为1.0×10-6~2.5×10-4mol·L-1,检出限为3×10-7mol·L-1(S/N=3)。Ag2S-MWNTs纳米复合材料能显著提高氧化还原蛋白质(酶)的直接电子传递速率,所构置的修饰电极可为制备基于蛋白质(酶)的第三代电化学生物传感器提供一良好的研究平台。     

Zn掺杂CuO修饰电极的制备及电化学催化检测H_2O_2

利用滴涂法将Zn掺杂CuO纳米颗粒修饰到玻碳电极表面,通过循环伏安法和计时电流法,研究了Zn掺杂CuO纳米颗粒对H_2O_2的电催化性质。结果表明,制备了粒径为80~100nm的纳米颗粒,且分散良好。Zn掺杂CuO纳米颗粒修饰电极对H_2O_2具有良好的电催化还原作用。在pH=7.0的磷酸盐缓冲液中,当扫描速度介于20~350mV/s时,其氧化峰和还原峰电流均与扫描速度呈线性关系,说明电化学过程受吸附控制。探讨了支持电解质及pH值的影响,当H_2O_2的浓度在1.0×10~(-6)~6.3×10~(-3) mol/L浓度范围内时,还原峰电流与浓度呈良好的线性关系,检出限为0.1μmol/L。该传感器具有选择性高、重现性和稳定性好等特点。     

Co_(3)V_(2)O_(8)修饰玻碳电极对对硝基苯酚的电化学检测北大核心CSCD

本实验采用水热法合成了Co_(3)V_(2)O_(8)纳米粒子,并将其滴涂至玻碳电极(GCE)上形成Co_(3)V_(2)O_(8)修饰电极,通过循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)测试了修饰电极的电化学性能,并用于检测水中的对硝基苯酚。研究了Co_(3)V_(2)O_(8)的修饰量、电解质缓冲溶液的pH值和扫描速率对修饰电极的电催化性能的影响。研究结果表明,在优化的实验条件下,经Co_(3)V_(2)O_(8)修饰过的电极对对硝基苯酚表现出优异的检测性能,其线性范围和检出限分别为0.33~3000μmol·L^(-1)和0.08μmol·L^(-1)。该修饰电极具有良好的选择性、重复性与稳定性,应用于实际水样目标物的检测,回收率在95.7%~102.7%之间。     

基于DNA电化学发光传感器研究金纳米颗粒对量子点的电化学发光影响

纳米金颗粒具有高的消光系数和良好的表面等离子体共振特性, 其等离子体共振特性受纳米金颗粒的尺寸和周围环境等因素的影响. 本文基于半导体纳米晶电化学发光信号对金纳米颗粒的距离依赖性制备了DNA电化学发光传感器. 首先利用循环伏安法(CV)在玻碳电极(GCE)表面原位沉积金纳米颗粒(AuNPs), 巯基丙酸包裹的CdS量子点(QDs)与氨基修饰的双链DNA (dsDNA)通过酰胺键缩合, 形成量子点修饰的双链DNA(QDs-dsDNA). 最后将QDs-dsDNA 通过dsDNA 另一端的巯基组装到纳米金表面, 得到CdS QDs-DNA/AuNPs/GCE电化学发光传感器. 在优化电极表面QDs-dsDNA密度、金纳米颗粒沉积方法等实验条件的基础上, 对不同传感器的表面性质进行了表征, 如形貌和电化学阻抗等. 进一步通过控制纳米金和CdS QDs之间的DNA研究了纳米金对CdS QDs发光信号的影响作用. 结果显示DNA链的长度和类型对发光信号有着重要的影响. 最后将此传感器用于环境污染物的DNA损伤检测, 显示出很好的灵敏响应.     

溶剂热一锅法合成Ag-TiO2微球及其对过氧化氢的电化学检测

采用溶剂热法,通过调控钛酸四丁酯在醇水浴中的醇解作用和维生素C的烯醇还原性制备了细分散的纳米银修饰TiO_2微球。一锅法的制备过程绿色、程序简单,可获得分布均匀的微球,直径约250 nm,微球表面细分散的银晶格具有(111)晶面特征。构建的Ag-TiO_2微球电极对H_2O_2具有良好的电催化活性,展现出良好的电化学检测性能,当H_2O_2的线性范围为0.1～102μmol·L~(-1)时,传感电极的灵敏度为3.13×10~(-3)μA·L·μmol~(-1)·cm~(-2),最低检测限可达0.04μmol·L~(-1)。所得传感器具有良好的长期稳定性、重现性和重复性,一个月后,性能保持率仍可维持在82.1%。     

基于CoP纳米笼的高效无酶葡萄糖电化学传感器

采用水热法和煅烧结合的方法制备过渡金属磷化钴(CoP)纳米笼,并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征CoP的形貌、结构和元素组成。研究发现,所合成的CoP具有中空纳米笼的结构,该结构有利于提供更多可接触的催化活性位点,促进电子或离子的传输,加快催化反应过程。采用循环伏安法(CV)和计时电流法研究表明CoP纳米笼对葡萄糖具有优异的电催化氧化活性。基于CoP纳米笼修饰的玻碳电极构建的无酶葡萄糖电化学传感器显示出优异的性能。该传感器具有宽的线性范围(0.04～3 mmol·L-1和3～8 mmol·L-1)、低的检测限(3.8μmol·L-1)和高的灵敏度,以及良好的选择性、重复性、重现性和稳定性。另外,该传感器能够实现人体血清中葡萄糖的快速检测。     

基于Nano-Pt/PdNWAs复合电极的甲醛传感器的研究

运用循环伏安法将Pt纳米粒子电沉积到Pd纳米线阵列上,制备出Pt纳米粒子/Pd纳米线阵列复合修饰金电极,从而构建了一种新型的甲醛电化学传感器。并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的形貌进行表征。利用循环伏安法和计时电流法对甲醛在此传感界面上的电化学行为进行了研究,结果表明,甲醛在该传感器上有较好的电化学响应。在0.02～1 mmol·L~(-1)范围内该甲醛的氧化峰电流与浓度有着良好的线性关系,其线性回归方程为:I(mA)=0.0124c(mmol·L~(-1))+7.8486e~(-5),相关系数为0.999,检测限为0.0067 mmol·L~(-1)。     

电化学传感器在H_2O_2检测中的应用

将辣根过氧化酶(HRP)固定在壳聚糖(CTS)-羧基化多壁碳纳米管(C-MWNTs)复合物修饰的玻碳电极(GCE)表面,制得壳聚糖-羧基化多壁碳纳米管(HRP-CTS/C-MWNTs/GCE)电化学传感器。采用傅立叶变换红外光谱仪检测复合物包埋的HRP,发现其结构性质未发生改变;采用循环伏安法对该电极的电化学性能进行研究,结果表明:在1/15 mol·L~(-1)的PBS(pH 6.98)缓冲溶液中出现1对氧化还原峰,传感器对过氧化氢有良好的电催化还原作用。过氧化氢浓度在0.1~12 mmol·L~(-1)范围内与还原峰电流呈线性关系,相关系数(r)为0.998 6,并检测出市售医用双氧水的平均含量为2.93%。     

纳米银-多壁碳纳米管修饰玻碳电极用于微分脉冲伏安法测定水中氯离子

用化学镀方法制备了纳米银覆盖多壁碳纳米管的复合材料,将其分散在水中配成1.0g·L~(-1)的悬浮液并滴涂在玻碳电极表面,制得纳米银-多壁碳纳米管修饰电极(nano Ag/MWCNT's/GCE)。用循环伏安法研究了在pH 6.0的磷酸盐支持电解质中,在—0.60～1.0V(vs.SCE)电位范围内,氯离子在nano Ag/MWCNT's/GCE上的电化学行为,结果表明:在氮气氛围中,修饰电极的氧化峰和还原峰分别位于0.19V和—0.20V电位处;随着氯离子浓度的增加,修饰电极的氧化峰电流降低,氯离子浓度在8.0×10~(-3)～0.1mol·L~(-1)之间与微分脉冲氧化峰电流的降低值呈线性关系。提出了用微分脉冲伏安法测定氯离子的方法,修饰电极用于自来水中氯离子的测定,回收率在98.5%～100.3%之间。     

Ti3C2Tx/Au@Pt纳米花复合膜的制备及其无酶H2O2传感器的应用

基于二维过渡金属碳化物(MXene)-Ti_3C_2T_x材料的导电性与Au@Pt纳米花的催化活性,组装了一种用于超灵敏和快速检测H_2O_2含量的Ti_3C_2T_x/Au@Pt纳米花无酶传感器。通过发射扫描电镜和X-射线衍射对制备的Ti_3C_2T_x进行表征。结果表明Ti_3C_2T_x材料表现出特有的手风琴结构,Ti_3C_2T_x/Au@Pt为以Au粒子为中心,Pt粒子环绕周围组成蒲公英状纳米球。研究了H_2O_2在Ti_3C_2T_x/Au@Pt纳米花修饰玻碳电极上的循环伏安曲线和时间电流曲线,结果显示该修饰电极检测H_2O_2具有线性范围良好(0.03～1 100μmol/L)、灵敏度高(检出限可达0.02μmol/L)、抗干扰性和再现性好等优点。与传统滴定法相比,该新型无酶传感器能在复杂环境下快速准确检出H_2O_2含量。     

三维石墨烯/纳米银复合物修饰电极的制备及对岩白菜素的测定

以水热合成法制备纳米银,并与三维石墨烯(3DGR)复合制得3DGR/Ag材料,再滴涂于玻碳电极(GCE)表面,制成3DGR/Ag/GCE修饰电极。采用紫外可见光谱法(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射法(XRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)对修饰电极材料进行了表征。以循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和恒电位库伦分析法(CPC)研究了岩白菜素在该修饰电极上的电化学行为。实验结果表明:在0.20mol·L~(-1)Na_2HPO_4-NaH_2PO_4溶液(pH5.8)中,该修饰电极对岩白菜素的氧化反应有催化增敏作用,氧化峰电流与岩白菜素浓度在2.0×10~(-6)mol·L~(-1)~1.0×10~(-4)mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检出限(S/N=3)为1.62×10~(-7)mol·L~(-1)。将3DGR/Ag/GCE用于岩白菜素片的测定,回收率在99.8%~106.8%之间。该方法灵敏度高,检出限低,操作简便,可用于实际样品的测定。     

基于氧化锌/碳纳米纤维材料的氧氟沙星电化学传感器的构建及应用

通过静电纺丝技术合成碳纳米纤维,以循环伏安法在此碳纤维上电聚合乙酸锌制备复合纳米材料作为一种新型的电化学增敏剂,用于修饰玻碳电极,开发了一种基于碳纤维和氧化锌复合材料的新型电化学传感器(ZnO/CNF/GCE)。使用循环伏安法、差分脉冲伏安法等进行电化学催化性能的研究,并优化实验条件。结果表明,与裸电极相比,在pH 5.5磷酸盐缓冲溶液中,ZnO/CNF/GCE修饰电极能使氧氟沙星的峰电流明显提升,线性范围1~200μmol/L,检测限为0.33μmol/L。该ZnO/CNF/GCE修饰电极已用于氧氟沙星滴耳液中氧氟沙星的含量测定。     

基于CdS纳米颗粒和HRP-AuNPs-apt的卡那霉素电化学发光适配体传感器研究

为了建立高灵敏度检测卡那霉素(Kana)的方法,本论文用一步水热法制备了具有优良电化学发光(ECL)性能的花瓣状硫化镉纳米颗粒,在玻碳电极(GCE)表面修饰硫化镉纳米颗粒和金纳米粒子(AuNPs)。以辣根过氧化物-金纳米粒子-适配体复合物(HRP-AuNPs-apt)作为信号探针分子放大电化学发光信号。卡那霉素适配体的互补链(cDNA)通过金硫键连接到修饰在电极表面的AuNPs上,通过cDNA与复合物中Kana适配体的杂交反应制备ECL适配体传感器HRP-AuNPs-apt/cDNA/AuNPs/CdS/CS/GCE。过氧化氢作为ECL共反应剂,在HRP的催化作用下而被消耗,致使ECL信号减小。采用直接竞争模式,反应完成后,空白溶液中的ECL强度I_0与Kana溶液ECL强度I_p的差值ΔI(=I_p-I_0)作为ECL信号,ΔI随着Kana浓度的增大而增大。ΔI与游离的Kana浓度的对数在0.001到100μg·L~(-1)Kana浓度范围内呈良好的线性关系,检测限为0.5 ng·L~(-1)。该ECL适配体传感器对Kana的检测具有较高灵敏性和选择性。~(-1)     

基于还原氧化石墨烯-碳纳米管复合物的电化学传感器对木犀草素的检测

利用一步电化学原位还原法制备了还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合物(ErGO/MWCNTs),研究木犀草素在该复合物修饰电极(ErGO-MWCNTs/GCE)上的电化学行为,构筑了一种简易、灵敏的电化学传感器用于木犀草素的检测。结果表明,相较于裸电极和ErGO/GCE,ErGO-MWCNTs/GCE利用两种材料的协同作用有效促进了对木犀草素的电催化性能,表现出更灵敏的电流响应。在优化条件下,峰电流与木犀草素的浓度在2.5×10~(-7)～1.3×10~(-5 )mol·L~(-1)范围内呈良好线性关系,检测限为70 nmol·L~(-1)。