基于pH敏感材料聚丙烯酸和壳聚糖的电化学传感研究
发布时间：2020-06-14 00:30
【摘要】：修饰材料作为电化学修饰电极的重要组成部分,一直以来都受到了各国科学家们的广泛关注。在最初的阶段,我们通常都是运用单一功能的材料来进行电化学传感器的制备,而最近几年,随着环境响应性材料的迅速发展,越来越多的研究人员开始致力于研究智能型的电化学传感器。pH敏感性聚合物作为一种常见的环境响应性材料,其可根据外部pH值的改变来发生结构或着性能上的变化,基于这样的特性,我们可以将其与具有优良导电性和电催化性能的纳米材料,如碳纳米材料和金属纳米材料等,进行有效结合,从而来制备新型的pH响应性电化学(生物)传感器。本论文的主要工作概括如下:(1)我们利用简单的酯化反应将pH敏感聚合物,聚丙烯酸(PAA)与碳纳米材料,氧化石墨烯(GO)和多壁碳纳米管(MCNTs)进行了有效结合,制备了具有优异水溶性和电学性能的纳米复合材料GO-MCNTs-PAA,并用其对二胺氧化酶进行了有效的固载,成功制备了可用于组胺检测的电化学生物传感器。(2)将pH敏感材料壳聚糖(CS)和聚乙烯亚胺(PEI)混合修饰玻碳电极,制备了可用于抗坏血酸(AA)检测的pH敏感性电化学传感器。利用铁氰化钾作为探针溶液研究了该修饰电极的pH敏感特性。实验结果显示,该修饰电极在pH 9时,不能对AA进行有效的检测,表现“关”的状态;而在pH4时,对AA表现出优异的检测效果,线性范围从10 μM～0.9 mM,检出限(LOD)为4.52 μM(S/N=3)。(3)我们利用简单的化学还原反应制备了具有良好分散性的纳米银颗粒(AgNPs),并用其与壳聚糖(CS)和离子液体(IL)进行有效结合,制备了可用于过氧化氢(H202)检测的pH敏感性电化学传感器。该修饰电极在pH 8时,表现为“关”的状态,而在pH 5时,则表现为“开”的状态,利用安培法检测了溶液中过氧化氢(H2O2)的浓度,线性范围从0.25μM～25.9mM,检测限(LOD)为0.03 μM,并对医用双氧水进行了加标回收实验,实验结果良好,回收率为95.6%~103.8%。 【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TP212;O657.1
【图文】：
ｐＨ响应性电化学（生物）传感器是一类将具有ｐＨ刺激响应的聚合物修饰逡逑在电极表面，从而构建的一种在外界ｐＨ刺激条件下具有开关性或可调性的环境逡逑响应性传感器（如图１．１）。这一类传感器，既可以通过ｐＨ敏感材料的修饰来直逡逑接用于小分子物质的可控电化学检测。如Ｃｈｅｎ等［气通过简单的一步电沉积法，逡逑合成了壳聚糖－膦酸铁（ＩＩＩ）复合膜［ＣＳ－Ｆｅ（ｎｏｔｐＨ３）］，该复合膜中，基于Ｆｅ（ｎｏｔｐＨ３）逡逑和ＣＳ之间强烈的静电和氢键作用，从而实现Ｆｅ（ｎｏｔｐＨ３）在ＣＳ中的有效包埋，也增逡逑强了邋ＣＳ在酸性溶液中的不溶性，该复合膜表现出有效直接电子转移和ｐＨ敏感逡逑的电化学特性，实现了对过氧化氢还原的ｐＨ控制的电化学开关。如Ｚｈａｎｇ等［２１１，逡逑通过先将具有ｐＨ敏感性的高分子聚丙烯酸（ＰＡＡ）接枝到环糊精（ＣＤ）上形成逡逑ＰＡＡ－ｇ－ＣＤ，再将其通过主客体作用组装到偶氮苯上，构建自组装单层膜界面，逡逑从而实现了邋ｐＨ响应的高分子的界面光可控可逆间定，并利用光、ｐＨ双响应的逡逑界面实现了细胞色素ｃ的界面可逆吸附。逡逑该类传感器也可以通过将ｐＨ敏感材料与生物分子相结合
常包含均聚物（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）和嵌段共聚物（ｂｌｏｃｋ邋ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；星形聚合物（ｓｔａｒ逡逑ｐｏｌｙｍｅｒ），支化和超支化聚合物（ｈｙｐｅｒ－ｂｒａｎｃｈｅｄｐｏｌｙｍｅｒ），聚合物刷，树状聚合逡逑物（ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ），，纳米凝胶（ｎａｎｏｇｅｌ）和微凝胶（ｍｉｃｒｏｇｅｌ）等。图１．２，展示了逡逑不同结构的ｐＨ响应性聚合物的平均尺寸Ｍ。逡逑ｈｙｐｅｒ－ｂｒａｎｃｈｅｄ逡逑ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ逡逑暴＂ｉｆ邋ＩＩ冢逡逑＇ｈｙｐｅｒ－ｂｒａｎｃｈｅｄ逦、广逡逑ｓｔａｒ邋ｐｏｌｙｍｅｒ逦ｓｔａｒｐｏ，ｙｍｅｒｓ逦ｖｅｓｉｃｌｅ邋ｍｉ0ｅ？．ｅｓ逦ｖｅｓｉｃｌｅ邋ｍｉｃｅｌｌｅ逡逑ｉ＿逦ｂｌｏｃｋ邋ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ逦／逡逑ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ．邋？ｐＨ？ｒｉｃ？ｌ邋ｍｉｃａｌｌ？？逡逑＾逦１邋ｎｍ逦１0邋ｎｍ逦１００邋ｒ？ｍ逦２５０邋ｎｍ逦１逦５０邋ｐｍ逡逑ｎａｎｏｇｓｌｓ逦＊逡逑ｂｌｏｃｋ邋ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ逦逦逦邋１逦＜邋＾逡逑—逦R蒎义希瑁铮恚铮穑铮欤恚澹蝈危麇澹苠义希鳎铮颍恚欤椋耄邋澹恚椋悖澹欤欤邋危恚椋悖颍铮纾澹戾义贤迹保膊煌峁沟模穑认煊π跃酆衔锏钠骄叽珏义希穑认煊π缘南咝跃酆衔锿ǔＳ幸韵录钢郑壕畚铩⑽薰婀簿畚铩⒘角仔缘腻义匣蛩姿那抖喂簿畚铮保常常撸常担荨＃穑认煊π韵咝跃酆衔锏木畚锘蚬簿畚铮捎谄溴义贤ǔＶ荒芨萑芤海穑鹊牟煌⑸炊松煺够蚴账醯谋浠蚨洳⒉皇切矶噱义嫌τ弥械氖籽〔牧稀６闪街只蚋嘀植煌木酆衔镒槌傻那抖尉酆衔
本文编号：2711982
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TP212;O657.1
【图文】：
ｐＨ响应性电化学（生物）传感器是一类将具有ｐＨ刺激响应的聚合物修饰逡逑在电极表面，从而构建的一种在外界ｐＨ刺激条件下具有开关性或可调性的环境逡逑响应性传感器（如图１．１）。这一类传感器，既可以通过ｐＨ敏感材料的修饰来直逡逑接用于小分子物质的可控电化学检测。如Ｃｈｅｎ等［气通过简单的一步电沉积法，逡逑合成了壳聚糖－膦酸铁（ＩＩＩ）复合膜［ＣＳ－Ｆｅ（ｎｏｔｐＨ３）］，该复合膜中，基于Ｆｅ（ｎｏｔｐＨ３）逡逑和ＣＳ之间强烈的静电和氢键作用，从而实现Ｆｅ（ｎｏｔｐＨ３）在ＣＳ中的有效包埋，也增逡逑强了邋ＣＳ在酸性溶液中的不溶性，该复合膜表现出有效直接电子转移和ｐＨ敏感逡逑的电化学特性，实现了对过氧化氢还原的ｐＨ控制的电化学开关。如Ｚｈａｎｇ等［２１１，逡逑通过先将具有ｐＨ敏感性的高分子聚丙烯酸（ＰＡＡ）接枝到环糊精（ＣＤ）上形成逡逑ＰＡＡ－ｇ－ＣＤ，再将其通过主客体作用组装到偶氮苯上，构建自组装单层膜界面，逡逑从而实现了邋ｐＨ响应的高分子的界面光可控可逆间定，并利用光、ｐＨ双响应的逡逑界面实现了细胞色素ｃ的界面可逆吸附。逡逑该类传感器也可以通过将ｐＨ敏感材料与生物分子相结合
常包含均聚物（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）和嵌段共聚物（ｂｌｏｃｋ邋ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；星形聚合物（ｓｔａｒ逡逑ｐｏｌｙｍｅｒ），支化和超支化聚合物（ｈｙｐｅｒ－ｂｒａｎｃｈｅｄｐｏｌｙｍｅｒ），聚合物刷，树状聚合逡逑物（ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ），，纳米凝胶（ｎａｎｏｇｅｌ）和微凝胶（ｍｉｃｒｏｇｅｌ）等。图１．２，展示了逡逑不同结构的ｐＨ响应性聚合物的平均尺寸Ｍ。逡逑ｈｙｐｅｒ－ｂｒａｎｃｈｅｄ逡逑ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ逡逑暴＂ｉｆ邋ＩＩ冢逡逑＇ｈｙｐｅｒ－ｂｒａｎｃｈｅｄ逦、广逡逑ｓｔａｒ邋ｐｏｌｙｍｅｒ逦ｓｔａｒｐｏ，ｙｍｅｒｓ逦ｖｅｓｉｃｌｅ邋ｍｉ0ｅ？．ｅｓ逦ｖｅｓｉｃｌｅ邋ｍｉｃｅｌｌｅ逡逑ｉ＿逦ｂｌｏｃｋ邋ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ逦／逡逑ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ．邋？ｐＨ？ｒｉｃ？ｌ邋ｍｉｃａｌｌ？？逡逑＾逦１邋ｎｍ逦１0邋ｎｍ逦１００邋ｒ？ｍ逦２５０邋ｎｍ逦１逦５０邋ｐｍ逡逑ｎａｎｏｇｓｌｓ逦＊逡逑ｂｌｏｃｋ邋ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ逦逦逦邋１逦＜邋＾逡逑—逦R蒎义希瑁铮恚铮穑铮欤恚澹蝈危麇澹苠义希鳎铮颍恚欤椋耄邋澹恚椋悖澹欤欤邋危恚椋悖颍铮纾澹戾义贤迹保膊煌峁沟模穑认煊π跃酆衔锏钠骄叽珏义希穑认煊π缘南咝跃酆衔锿ǔＳ幸韵录钢郑壕畚铩⑽薰婀簿畚铩⒘角仔缘腻义匣蛩姿那抖喂簿畚铮保常常撸常担荨＃穑认煊π韵咝跃酆衔锏木畚锘蚬簿畚铮捎谄溴义贤ǔＶ荒芨萑芤海穑鹊牟煌⑸炊松煺够蚴账醯谋浠蚨洳⒉皇切矶噱义嫌τ弥械氖籽〔牧稀６闪街只蚋嘀植煌木酆衔镒槌傻那抖尉酆衔
本文编号：2711982
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