基于血红蛋白、血红素的亚硝酸盐传感器的构建及应用研究

意义：本研究为构建基于血红素蛋白的亚硝酸盐传感器打下一定基础。目的：本研究构建了包埋于壳聚糖（CS）膜中的血红蛋白（Hb）和血红素（Hemin）的亚硝酸盐传感器。研究了它们在电极表面的电化学活性。方法：在pH 4.0 PBS,利用示差脉冲伏安法（DPV）分别研究CS/Hb-GCE、CS/Hb-GCE对亚硝酸盐的电化学响应,基于此建立了对亚硝酸盐的电化学测定方法。结论： CS/Hb-GCE修饰电极对亚硝酸盐响应的线性范围为0.069～25.86 mmol/L,检测限为0.012 mmol/L。CS/Hemin-GCE对NO2-响应的线性范围0.50～16.67 mmol/L,检测限为0.25 mmol/L。发现CS/Hb-GCE修饰电极对NO2-响应具有更低的检测限和更宽的线性范围,对其可能的原因进行了探讨。     

Cu-Ag/石墨烯修饰电极的制备及其对亚硝酸盐的测定

利用电沉积方法制备Cu-Ag/石墨烯修饰玻碳电极,研究了亚硝酸盐在该修饰电极上的电化学行为,建立了电化学测定亚硝酸盐的新方法。在磷酸盐缓冲溶液中,修饰电极对亚硝酸盐的电化学响应具有很好的催化作用。利用线性扫描伏安法对亚硝酸盐的电化学氧化进行定量分析,亚硝酸盐的氧化峰电流与其浓度在8×10~(-9)~8×10~(-7)mol/L和8×10~(-7)~2×10~(-6)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限低至8×10~(-9)mol/L。     

碳纳米管膜修饰玻碳陶瓷复合材料电极对亚硝酸盐的电催化还原

制备了碳纳米管膜修饰的玻碳陶瓷复合材料电极,研究了亚硝酸盐在修饰电极上的电化学行为,碳纳米管膜对亚硝酸盐的还原展现了良好的催化活性。评估了溶液pH值和施加电位对亚硝酸盐电流响应的影响,并初步探讨了催化机理。在优化的实验条件下,该修饰电极对亚硝酸盐的测定线性范围为5.0×10-5~3×10-3mol/L;检出限(3σ)为2×10-5mol/L。     

壳聚糖/多壁碳纳米管复合膜电化学手性识别色氨酸对映异构体

采用滴涂方式将羧酸化多壁碳纳米管(f-MWCNTs)修饰于玻碳电极(GCE)表面成膜,然后恒电位法在上述修饰电极表面电沉积壳聚糖(CS)膜,形成CS和f-MWCNTs复合膜修饰电极(CS/f-MWCNTs/GCE),并用于色氨酸(Trp)对映异构体的手性识别。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了修饰电极表面形貌的差异,电化学阻抗(EIS)和循环伏安法(CV)研究修饰电极的电化学行为差异。差分脉冲伏安法(DPV)用于区别色氨酸(Trp)对映异构体,分离系数可达2.38。研究发现该修饰电极对L-Trp的DPV响应信号强于D-Trp,检测的线性范围为8.0×10~(-6)~4.0×10~(-3)mol/L,检出限(S/N=3)为5.0×10~(-6)mol/L。该方法简单、经济、快速,对发展其它手性化合物的检测方法提供了参考。     

亚硝酸盐在氮掺杂石墨烯-CuS复合材料修饰电极上的电化学响应及测定

采用简单的水热反应制备氮掺杂石墨烯(NG)-CuS复合材料,并采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)对该材料进行了表征。将该材料修饰至玻碳电极(GCE)上研究了其对亚硝酸盐的电化学响应。结果表明,NG-CuS/GCE具有大的比表面积和高导电性,从而对亚硝酸盐表现出好的电催化效果。在最佳实验条件下,NG-CuS/GCE对亚硝酸盐的响应在3s之内达到稳定,其催化氧化峰电流和亚硝酸盐浓度在0.1μmol/L~14.02 mmol/L之间呈良好的线性关系,检测限(S/N=3)低至33nmol/L。该修饰电极测定亚硝酸盐的稳定性、重现性和选择性好,已经成功用于实际样品中亚硝酸盐的测定。     

电沉积普鲁士蓝/壳聚糖修饰金电极的电化学研究

应用控制电位电解法在金电极上进行了普鲁士蓝(PB)/壳聚糖(CS)修饰膜的电沉积。在pH2、溶液组成为2.5 mmol/L FeCl3 2.5 mmol/L K3[Fe(CN)6] 0.01%CS 0.01 mol/L HCl和0.1 mol/L KCl的溶液中,于0.4 V(vs.SCE)电沉积300 s,获得性能理想的沉积膜。对修饰膜进行了红外和显微表征,结果表明,PB和CS同时沉积在电极上,且膜结构较纯PB沉积膜粗糙,修饰量大,具有更强的空间结构性。研究了PB/CS/金修饰电极(PB/CS/Au/CME)的电化学行为,该电极在中性(pH7.0~8.0)条件下性能比纯PB修饰膜更稳定,具有良好的电化学活性和对H2O2的电催化性能。氧化峰电流与H2O2浓度在1×10-6~5×10-3mol/L范围内呈良好线性关系,为研制基于酶催化反应的电化学生物传感器奠定了良好基础。     

聚铬黑T修饰电极检测亚硝酸盐的研究

利用电化学聚合法将铬黑T修饰到玻碳电极表面,制得聚铬黑T修饰电极。该修饰电极对亚硝酸盐的电化学氧化具有明显的催化作用,这种催化作用主要是由于聚铬黑T薄膜与带负电荷的亚硝酸盐离子的静电相互作用,导致亚硝酸盐离子富集在电极表面/溶液界面,显著增强了亚硝酸盐的氧化电流。电子传输系数α为0.735。选用0.85V作为工作电压,对亚硝酸盐进行安培检测,在0.05μmol/L～1.0 mmol/L和1.0～20.0 mmol/L两个浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限达到0.01μmol/L。且该修饰电极有良好的重现性和稳定性。将该修饰电极用于泡菜中亚硝酸盐的测定,获得了满意的结果。     

电沉积纳米NiO_x无酶葡萄糖传感器的性能

利用电沉积法在ITO电极表面修饰了一薄层NiOx,通过循环伏安和计时电流等方法研究了该修饰电极的电化学特性。实验表明:该修饰电极对葡萄糖有良好的催化作用,对葡萄糖检测的线性范围为0.001~1.0 mmol/L,检出限为0.3μmol/L(S/N=3),灵敏度为65.26μA·(mmol/L)-1,响应时间为3 s。传感器可用于实际样品的测定。     

基于不同电化学探针检测乳腺癌基因片段电化学传感器的研究

构建了以3种不同电活性物质(铁氰化钾平衡电对、亚甲基蓝和六氨合钌)为电化学信号探针,检测乳腺癌基因片段(乳腺癌DNA)的电化学传感器。利用吸附作用将探针ss DNA固定于金纳米-多壁碳纳米管-Nafion复合纳米材料修饰金电极表面,制备了DNA电化学传感器。采用循环伏安法、电化学阻抗法和微分脉冲伏安法,对DNA电化学传感器进行表征和定量分析。实验结果表明,在5 mmol/L K3[Fe(CN)6]-5mmol/L K4[Fe(CN)6]平衡电对电化学探针检测液中,乳腺癌DNA的线性范围为0.1~500.0 nmol/L,其检出限(S/N=3)为0.03 nmol/L。以20μmol/L亚甲基蓝为电化学探针检测液时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。利用50μmol/L六氨合钌电化学探针检测时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。3种电化学探针中,利用铁氰化钾平衡电对探针检测乳腺癌DNA的检出限最低,线性范围最宽。该传感器可用于其他DNA的检测分析。     

盐酸二甲双胍在不同电极上的电化学行为及其分析应用

比较了盐酸二甲双胍(Met)在金电极、铂电极、玻碳电极上的电化学行为,结果表明Met在玻碳电极上具有最佳电化学信号;在此基础上,将单壁碳纳米管修饰的玻碳电极作为工作电极,在最佳实验条件下对Met进行检测,其响应电流与Met浓度在200~5000μmol/L范围呈良好的线性关系,定量限是100μmol/L,可用于检测尿液中的Met。     

单壁碳纳米管-氨基二茂铁复合物修饰玻碳电极对对硝基苯酚的电化学检测

本研究用氨基二茂铁(Aminoferrocene,AFc)经重氮化反应后修饰单壁碳纳米管(SWNTs),制备SWNTs-AFc复合物,并以该复合物修饰玻碳电极(GCE),通过循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)等电化学方法检测对硝基苯酚(p-NP)。结果表明,与裸玻碳电极相比,SWNTs-AFc/GCE对p-NP响应的还原过电位显著减小,峰电流大大增强,p-NP的检测线性范围为1~850μmol/L(R2=0.997),检测限为1μmol/L。该方法电流响应快、灵敏度高、检测限低,具有良好的应用前景。     

基于MnO_2纳米线-还原石墨烯复合修饰电极的多巴胺电化学检测

通过电化学还原法制备MnO_2纳米线/还原石墨烯复合修饰电极(MnO_2-RGO/GCE),用于多巴胺(DA)的检测。采用扫描电镜和X-射线粉末衍射对不同的修饰电极微观形貌进行了表征,优化了电化学还原条件和测定DA实验条件。此外,还研究DA在裸电极及RGO或MnO_2-RGO修饰电极上的循环伏安响应。MnO_2-RGO/GCE复合修饰电极实现AA、DA和UA氧化峰的有效分离,AA-DA和DA-UA的氧化峰电位差分别为268和128 m V。检测DA的线性范围为0.06~1.0μmol/L和1.0~80μmol/L,检出限为1.0 nmol/L(S/N=3)。制备的MnO_2-RGO/GCE成功用于人血清样品的多巴胺含量分析。     

一种测定高酸度水溶液有效酸度的固态电化学传感器

以循环伏安法在石墨电极表面电聚合制备了新型全固态邻氨基酚-邻苯二胺共聚物薄膜修饰电极,采用循环伏安法研究了此电极在H~+的有效浓度为1.00×10~(12)~10.0 mol/L范围内的电化学响应,结果表明,还原峰电位与溶液的有效酸度分别在1.00×10~(10)~0.10 mol/L、0.10~2.00 mol/L和2.00~10.0 mol/L 3段浓度范围内呈良好的线性响应,线性回归方程分别为E_(pc)=0.0456lg C(H~+)-0.295,E_(pc)=0.0803C(H~+)-0.309,E_(pc)=0.0278C(H~+)-0.188。在有效酸度为1.00~8.00 mol/L的H_2SO_4、HNO_3或者HCl O_4溶液中亦有类似的线性响应。此电极制备方法简单,酸度测试范围宽至1.00×10~(10)~10.0 mol/L,为开发新型高酸度固态电化学传感器奠定了基础。     

聚多巴胺/多壁碳纳米管/玻璃碳电极上多巴胺的电分析

基于多巴胺（DA）在多壁碳纳米管（MWCNTs）修饰玻璃碳（GC）电极上的电聚合,制得聚多巴胺(PDA)/MWCNTs/GC电极,并对该修饰电极进行了电化学阻抗谱 (EIS)和循环伏安法(CV)表征。 在该修饰电极上,DA呈现良好的电化学行为。在pH=7.4磷酸缓冲溶液中其氧化电流显著高于在裸电极上的响应,且能有效地抑制2.0 mmol/L抗坏血酸(AA)或K4Fe(CN)6的直接电化学响应,表明MWCNTs可增敏信号,且阳离子选择透过性PDA膜可抑制阴离子的电化学干扰。 采用CV实验检测DA,DA氧化的半微分伏安峰高(ipa-sd)与多巴胺浓度在0.08～1.76 μmol/L范围内呈线性关系,在无抗坏血酸和有0.5 mmol/L抗坏血酸共存时的线性回归方程分别为ipa-sd(μA/s1/2)=0.107+0.405c(μmol/L)（r2=0.986）和ipa-sd(μA/s1/2)=0.628+0.649c(μmol/L)(r2=0.992),检测限均为8.0×10-8 mol/L(S/N=3)。 该法用于盐酸多巴胺注射液中多巴胺的快速测定,结果满意。     

乙酰胆碱酯酶/Nafion/普鲁士蓝修饰玻碳电极的制备及其在有机农药检测中的应用

制备了乙酰胆碱酯酶/Nafion/普鲁士蓝修饰的玻碳电极,测试了该修饰电极检测有机农药西维因(carbaryl)和敌百虫(trichlorfon)的性能指标。 利用原子力显微镜和电化学技术研究了电极的构造及其对于有机农药检测性能指标的影响。 结果表明,乙酰胆碱酯酶均匀地分散到Nafion/普鲁士蓝修饰的玻碳电极上。 在最优的实验条件下,构筑的修饰电极检测西维因和敌百虫的线性范围分别为0.01~0.5 μmol/L及2.0~10.0 μmol/L和0.02~1.0 μmol/L及2.0~8.0 μmol/L,检出限分别为5.0和10.0 nmol/L。 并对模拟的实际样品进行了检测,发现该方法有较高的检测灵敏度、较好的重复性和抗干扰性。     

用于多巴胺选择性电化学检测的多孔Fe-N-C纳米颗粒簇

多巴胺(DA)是人类神经系统的神经递质之一,也是诊断多种神经疾病的重要生物标志物,因此,快速准确地检测DA浓度受到广泛关注。本文以普鲁士蓝(PB)为前体制备了一种多孔Fe-N-C纳米颗粒簇,将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,发现该修饰电极在使用线性扫描伏安法(LSV)和差分脉冲伏安法(DPV)时能够有效地降低尿酸(UA)和抗坏血酸(AA)的电化学氧化响应,而不影响DA的电化学氧化反应,并能够将三者的氧化峰有效分开,从而可以实现对DA的选择性电化学分析。研究结果表明,在含有高浓度的UA(100μmol/L)和AA(100μmol/L)的DA混合溶液中使用LSV检测DA,分段线性范围可以达到5~100μmol/L和100~700μmol/L,灵敏度分别为8.32×10~(-2)和3.44×10~(-2)A·(mol/L)~(-1),检测下限为5μmol/L。     

碳量子点/聚中性红修饰电极同时检测鸟嘌呤和腺嘌呤

制备了碳量子点/聚中性红膜修饰电极。采用了透射电子显微镜和荧光光谱对制备的碳量子点进行表征。利用循环伏安法、示差脉冲伏安法考察了鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的电化学行为。结果表明,在0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液中,该修饰电极对鸟嘌呤和腺嘌呤的氧化具有明显的电催化作用。在最佳条件下,鸟嘌呤和腺嘌呤的示差脉冲伏安响应和其浓度分别在1.0×10~(-6)~2.0×10~(-4)mol/L和5.0×10~(-6)~2.0×10~(-4)mol/L范围中呈良好的线性关系,检测限分别为3.0×10~(-7)mol/L和4.8×10~(-7)mol/L(S/N=3)。该修饰电极能够用于复杂样品中鸟嘌呤和腺嘌呤的检测及实际样品分析。     

含氧酸根及4-硝基苯酚在氧化钨/聚苯胺修饰电极上的电催化还原

采用循环伏安(CV)、方波脉冲伏安(SWV)和计时电流(CA)技术研究了含氧酸根离子 , , 和4-硝基苯酚(4-NP)在WO₃/PANI修饰电极上的电催化还原. 实验结果表明, WO₃/PANI对 , , 以及4-NP电化学还原都具有良好的催化活性. 恒电位时, WO₃/PANI对相应底物有快速的电流响应, 在40 mmol/L～1.2 mmol/L ( ), 0.12～20 mmol/L ( ), 40 mmol/L～2.50 mmol/L ( ), 50～400 mmol/L (4-NP)浓度范围内, 响应电流与底物浓度呈线性关系, 检测灵敏度及检测限(S/N＝3)分别为0.202 mA/(mmol/L), 4.8 mmol/L ( )|0.035 mA/(mmol/L), 23 mmol/L ( )|0.120 mA/(mmol/L), 5.9 mmol/L ( )|0.443 mA/(mmol/L), 8.8 mmol/L (4-NP).     

聚二烯丙基二甲基氯化铵改性石墨烯/氧化锌复合材料的制备及在尿酸检测中的应用

以水合肼为还原剂,硝酸锌为前驱体,采用原位还原法同时还原氧化石墨烯(GO)和硝酸锌,制备了聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性石墨烯/氧化锌复合材料(PDDA-r GO/Zn O)。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征,并通过循环伏安(CV)和线性扫描伏安(LSV)电化学测试方法,研究了PDDA-r GO/Zn O修饰玻碳电极对尿酸(UA)的检测性能。结果表明,此修饰电极对UA表现出良好的电催化活性,具有良好的抗干扰性、重现性和稳定性。采用线性扫描伏安法检测UA的线性范围为0.02~0.10 mmol/L和0.10~1.00 mmol/L,检出限为15.9 nmol/L(S/N=3)。     

电沉积Cu_2O在无酶葡萄糖传感器中的应用

采用电化学沉积法在玻碳电极表面制备了Cu_2O,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对Cu_2O的微观结构和表面形貌进行了表征,通过循环伏安法和计时电流法研究了Cu_2O对葡萄糖的电催化氧化性能。结果表明:该修饰电极对葡萄糖有良好催化作用,葡萄糖检测的线性范围为5.0μmol/L~6.23mmol/L,检测限(S/N=3)为0.4μmol/L。该传感器制备简单,稳定性和重复性好,可用于实际样品的测定。