电化学传感器用于检测水体中重金属的研究

发布时间：2018-02-27 16:40

本文关键词： 电化学传感器重金属有序介孔碳巯基化聚苯胺 DNA　出处：《湖南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：重金属污染会对人们身体健康造成损害,破坏生态环境,因而越来越引起人们的重视。重金属在环境中的含量一般很低,但由于生物富集性,其危害性很大。因此寻找一种快速,方便,准确的检测重金属浓度的方法是尤为迫切的。常规的重金属检测方法都是在实验室中进行,需要进行采样、运输和存储、样品处理和检测等繁琐步骤,耗费大量时间和人力,且仪器昂贵笨重,现场检测不便,不能实现实时在线监测。因此,重金属检测技术逐步向方便、快速、准确、现场、实时在线测量发展。近年来,电化学传感器在环境监测和重金属检测领域得到人们的关注。它具备设备简单,便于操作,灵敏度高,现场检测及在线分析等特点,适合各种环境中重金属元素的检测。随着新材料和新的电化学分析方法出现,新型电化学传感器在痕量重金属分析中必将发挥越来越重要的作用。本研究提出了两种电化学传感器,对于它们在痕量重金属检测中的应用进行了探索研究。我们制备了使用有序介孔碳(OMC)和巯基化聚苯胺(Thiolated PANI)修饰玻碳电极(GCE)的电化学传感器,结合微分脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)在含有铋离子的溶液中同时检测痕量镉和铅离子。制备的修饰电极表面物质形态使用扫描隧道显微镜(SEM)进行了表征,电化学阻抗谱(EIS)用来研究修饰电极的电化学特性。实验的参数条件,例如PANI沉积条件,预富集电压,预富集时间和铋离子浓度等,都进行了优化对比。在最优条件下,镉和铅浓度在1~120 n M范围内与溶出峰电流线性相关。根据3σ算法,镉的检测下限为0.26 n M,铅的检测下限为0.16 n M。此外,对于所制备传感器的稳定性,重现性,抗干扰性以及实际应用都进行了研究,得到令人满意的结果。本传感器的构建和重金属检测策略将为新型重金属传感器设计研发提供思路。我们还设计了一种电化学DNA传感器用于Hg2+的检测。通过人工设计特定序列的3条单链DNA(ss DNA),利用T-Hg2+-T原理,结合电化学计时电量法(chronocoulometry,CC),以[Ru(NH3)6]3+(Ru Hex)为杂交指示剂,对于Hg2+进行了特异性选择检测。ss DNA通过Au-S键固定于电极表面,Hg2+浓度越大,修饰电极表面的ss DNA会通过碱基配对富集更多DNA,电化学检测信号响应就会越大。实验结果表明该电化学DNA传感器的设计和检测原理正确,抗干扰性好,可以特异性的对Hg2+进行检测。
[Abstract]:This paper presents two kinds of electrochemical sensors , which are simple , easy to operate , high in sensitivity , in - situ detection and on - line monitoring . Using the principle of T - Hg2 + - T , combined with electrochemical chronometry ( CC ) , the specific selection of Hg2 + was carried out . The larger the concentration of Hg 2 + , the larger the concentration of Hg 2 + , the greater the concentration of Hg 2 + , the greater the response of the ss DNA on the surface of the modified electrode can be enriched by base pairing . The experimental results show that the design and detection principle of the electrochemical DNA sensor is correct , the anti - interference is good , and the detection of Hg2 + can be detected .

【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X832;TP212.2

【参考文献】