基于金纳米材料的辣椒素的电化学传感器的研究
发布时间：2022-01-27 07:42
辣椒素（Capsaicin）是辣椒果实中体现辛辣味道的有效成分,由于其具有良好的抗氧化、抗菌效果,已经被广泛应用在餐饮、医疗、国防、美容各方面,且相关领域对辣椒素的需求呈现出了逐年增加的趋势。准确掌握辣椒素在其应用场景中的含量对于判断其所能起到的作用至关重要。因此,发展一种能够快速灵敏准确的辣椒素检测手段就显得尤为重要。目前已经有很多种辣椒素的检测方法,现有方法中,传统的史高维尔感官检测由于检测人员主观性强,准确度不高,但提供了一种科学的检测方法作为日后评判依据;大型仪器检测如高效液相检测法、分光光度法、液相色谱—质谱法等,在仪器成本、操作时长、专业性等方面限制其在商业上的发展,电化学方法以其检测速度快、检测灵敏度高、检测成本低、结果准确等有着广阔的应用前景。本文采用电化学方法发展了快速、准确、高效的检测辣椒素方法,具体内容如下:（1）将乙炔黑、金纳米溶胶和Nafion采用滴涂法依次修饰于玻碳电极表面,制备了Nafion/AuNPs/AB/GCE作为辣椒素的电化学传感器。性能评价结果表明:在优化后的最佳工作条件下,该电化学传感器对辣椒素检测的动态线性范围为0.32～24μmol/L,检...
【文章来源】：东北师范大学吉林省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a辣椒素分子式b辣椒素结构式基于辣椒素具有许多优异的理化性质并且用途广泛，各个领域对辣椒素的需求都在日益增加，因此，对其检测方法的研究引起了人们的极大重视[20-21]
笱?妒垦?宦畚?41.2.1炭黑自20世纪90年代以来，在Iijima等人报道的碳纳米管性质之后，在不同领域（例如，医药，食品和环境）中，科研工作者们对导电碳纳米材料的兴趣与日俱增。纳米结构碳质材料应具有一些重要的特性，如高表面积和高电催化活性。多年来，碳纳米管和石墨烯已成功应用于分析化学中的电化学传感器的开发。炭黑（Carbonblack，CB）是由石油产品燃烧制成的低成本导电纳米材料，其存在缺陷部位。如今，CB成为了一种替代材料，用于开发电化学装置，特别是传感器和生物传感器，以便于检测分析多种物质[45]。图1-2CB颗粒的扫描（SEM）和透射（TEM）电子显微镜图像[46]如表1-1所示,展示了CB的物理和化学特性，同时也决定了CB在现代生活几个领域的应用，应用最多的包括印刷油墨，橡胶增强剂，导电塑料中的活性剂，以及涂料中的颜料等诸多领域。除此之外，CB也可用作涂料，纸张油墨和化妆品等产品。CB可以通过以下工艺生产：“熔炉”，“通道”和“乙炔”。其中最为有用的工艺是“熔炉”，它生产了世界上80％以上的CB。根据不同的过程，CB可以呈现不同的特征。尤其特别的是，“乙炔”工艺生产的CB颗粒更小，其具有高度复杂的附聚物且比通过熔炉法生产的产品含量更高[47]。乙炔黑（Acetyleneblack，AB）是在高温下通过乙炔气体的部分氧化产生的。由于加工条件的不同，AB展示出了高聚集结构和晶体取向。这两种特性的结合使得AB作为电导体和电池系统中的电解质吸收剂非常有价值。除此之外，它还具有巨大的表面积，强大的吸附能力和优良的导电性。在之前的报道中，AB已成功应用于电极制造，以提高分析不同物质的灵敏度[48-50]。表1-1：炭黑纳米材料的物理和化学特性性能数据形状球形颗粒牢固结合形成聚集体粒径（nm）3.0～100电导率?
东北师范大学硕士学位论文5导热系数（Wm-1K-1）0.2～0.3拉伸强度（MPa）20～50表面积（m2g-1）15～1000杨氏模量（MNm-2）1～50泊松模量0.494～0.500流体力学直径（nm）794电位值（mV）+29.4AB作为新兴价廉的碳材料获得了众多学者的关注，它优异的电化学性质包括高有效比表面积，良好的导电性，电催化活性以及高孔隙率和吸附能力，使它们成为电化学目的的潜在候选者，并基于它优秀的理化性质开发了多种传感器、电池等方向的应用，如下简单介绍在传感器方向的应用。（1）生物传感器领域的应用2016年Shuai等[51]人水热法合成二维钨二硫化乙炔黑（WS2-AB）复合物用于生物传感测定DNA；2015年，Huang等[52]人通过使用二维CuS纳米片和乙炔黑颗粒复合材料开发了一种新的生物传感器,用于生物检测ssDNA。大量实验研究表明，在生物传感器方面，乙炔黑纳米材料具有更为广阔的潜在应用前景。（2）在电化学分析领域的应用AB是电分析化学领域中相对新颖的材料，仅在过去十年中才报道了AB作为改性剂来制备传感器的有关第一项研究。其中一项重要的开创性工作是Dang等人[53]报道的电化学传感器。在这项工作中，CB被用于四环素的伏安感测。在含有1.0×10-3mol/L氧化还原探针[Fe（CN）63-/4-]的0.1mol/LKCl溶液中记录裸玻碳电极(Glassycarbonelectrode,GCE）和用CB修饰的GCE的循环伏安图如图1-3所示；图1-3GCE和CB-GCE在含有铁氰化钾的氯化钾溶液中的循环伏安图[54]与裸玻碳电极对比，修饰电极峰电流值增加了近70%，表明CB的掺入可以增加电极电活性面积从而增大峰电流，这能够证明CB纳米粒子的优异电化学性质，使其成为用于构建电化学传感器和生物传感器的令人兴奋的替代碳纳米材料。目前，CB用于传
【参考文献】：
期刊论文
[1]双酚A在乙炔黑修饰玻碳电极上的电化学行为及测定[J]. 韩玲,胡成国. 生物化工. 2018(03)
[2]β-环糊精/石墨烯修饰乙炔黑电极快速检测水样中的对硝基苯酚[J]. 梁姣丽,邓培红,陈冬儿,蔡芬,黎秋燕,王婷. 衡阳师范学院学报. 2017(06)
[3]基于氧化氮掺杂石墨烯修饰碳糊电极高灵敏测定辣椒素[J]. 牙禹,蒋翠文,李焘,唐莉,宁德娇,闫飞燕,谢丽萍. 食品科学. 2017(22)
[4]基于氨基功能化碳微球修饰丝网印刷电极制备辣椒素电化学传感器[J]. 王燕,吴天良,徐斌,叶建山. 广东化工. 2017(04)
[5]基于有序介孔碳的电化学生物传感器的研究进展[J]. 李金萍,谢丽峰,郭春瑞. 辽宁化工. 2015(08)
[6]聚L-组氨酸/乙炔黑修饰电极上对乙酰氨基酚的电化学行为及测定[J]. 李桂芳,贾晶,何晓英. 分析试验室. 2015(08)
[7]酶联免疫法测定辣椒中辣椒素含量[J]. 杨东顺,梅文泉,龙洪进,黎其万. 中国农学通报. 2015(21)
[8]有序介孔碳材料的表面改性及电化学性能研究[J]. 李娜,韩一明,许建雄,许利剑,杜晶晶. 功能材料. 2015(S1)
[9]香兰素在AB/PABSA/GCE修饰电极上的电化学行为及测定[J]. 李桂芳,贾晶,何晓英. 分析测试学报. 2015(03)
[10]壳聚糖/乙炔黑修饰电极上萘酚异构体的电化学行为及同时测定[J]. 贾晶,李桂芳,刘琼燕,何晓英. 分析测试学报. 2014(11)
博士论文
[1]食用植物油外源污染物辣椒素及黄曲霉毒素免疫检测技术研究[D]. 杨青青.中国农业科学院 2016
硕士论文
[1]沙丁胺醇电化学传感器研究[D]. 李海英.东北师范大学 2019
[2]辣椒素类物质的电化学检测新方法研究及应用[D]. 吕文静.重庆医科大学 2019
[3]莱克多巴胺的电化学传感器的研究[D]. 魏倾鹤.东北师范大学 2016
[4]辣椒制品中辣椒素含量的快速检测方法研究[D]. 李帅.西南大学 2012
[5]表面活性剂对碳纳米管修饰电极电催化性能的研究[D]. 朱志新.长春理工大学 2012
[6]辣椒素类物质抑菌作用的研究与评价[D]. 陈世化.湖南农业大学 2008
[7]表面活性剂对3-甲基吡啶电氧化制取烟酸的影响[D]. 高阳艳.吉林大学 2008
[8]表面活性剂体系中镍的电化学振荡研究[D]. 倪文彬.扬州大学 2006
[9]基于表面活性剂增敏的电化学分析及其应用研究[D]. 党雪平.武汉大学 2004
本文编号：3612068
【文章来源】：东北师范大学吉林省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a辣椒素分子式b辣椒素结构式基于辣椒素具有许多优异的理化性质并且用途广泛，各个领域对辣椒素的需求都在日益增加，因此，对其检测方法的研究引起了人们的极大重视[20-21]
笱?妒垦?宦畚?41.2.1炭黑自20世纪90年代以来，在Iijima等人报道的碳纳米管性质之后，在不同领域（例如，医药，食品和环境）中，科研工作者们对导电碳纳米材料的兴趣与日俱增。纳米结构碳质材料应具有一些重要的特性，如高表面积和高电催化活性。多年来，碳纳米管和石墨烯已成功应用于分析化学中的电化学传感器的开发。炭黑（Carbonblack，CB）是由石油产品燃烧制成的低成本导电纳米材料，其存在缺陷部位。如今，CB成为了一种替代材料，用于开发电化学装置，特别是传感器和生物传感器，以便于检测分析多种物质[45]。图1-2CB颗粒的扫描（SEM）和透射（TEM）电子显微镜图像[46]如表1-1所示,展示了CB的物理和化学特性，同时也决定了CB在现代生活几个领域的应用，应用最多的包括印刷油墨，橡胶增强剂，导电塑料中的活性剂，以及涂料中的颜料等诸多领域。除此之外，CB也可用作涂料，纸张油墨和化妆品等产品。CB可以通过以下工艺生产：“熔炉”，“通道”和“乙炔”。其中最为有用的工艺是“熔炉”，它生产了世界上80％以上的CB。根据不同的过程，CB可以呈现不同的特征。尤其特别的是，“乙炔”工艺生产的CB颗粒更小，其具有高度复杂的附聚物且比通过熔炉法生产的产品含量更高[47]。乙炔黑（Acetyleneblack，AB）是在高温下通过乙炔气体的部分氧化产生的。由于加工条件的不同，AB展示出了高聚集结构和晶体取向。这两种特性的结合使得AB作为电导体和电池系统中的电解质吸收剂非常有价值。除此之外，它还具有巨大的表面积，强大的吸附能力和优良的导电性。在之前的报道中，AB已成功应用于电极制造，以提高分析不同物质的灵敏度[48-50]。表1-1：炭黑纳米材料的物理和化学特性性能数据形状球形颗粒牢固结合形成聚集体粒径（nm）3.0～100电导率?
东北师范大学硕士学位论文5导热系数（Wm-1K-1）0.2～0.3拉伸强度（MPa）20～50表面积（m2g-1）15～1000杨氏模量（MNm-2）1～50泊松模量0.494～0.500流体力学直径（nm）794电位值（mV）+29.4AB作为新兴价廉的碳材料获得了众多学者的关注，它优异的电化学性质包括高有效比表面积，良好的导电性，电催化活性以及高孔隙率和吸附能力，使它们成为电化学目的的潜在候选者，并基于它优秀的理化性质开发了多种传感器、电池等方向的应用，如下简单介绍在传感器方向的应用。（1）生物传感器领域的应用2016年Shuai等[51]人水热法合成二维钨二硫化乙炔黑（WS2-AB）复合物用于生物传感测定DNA；2015年，Huang等[52]人通过使用二维CuS纳米片和乙炔黑颗粒复合材料开发了一种新的生物传感器,用于生物检测ssDNA。大量实验研究表明，在生物传感器方面，乙炔黑纳米材料具有更为广阔的潜在应用前景。（2）在电化学分析领域的应用AB是电分析化学领域中相对新颖的材料，仅在过去十年中才报道了AB作为改性剂来制备传感器的有关第一项研究。其中一项重要的开创性工作是Dang等人[53]报道的电化学传感器。在这项工作中，CB被用于四环素的伏安感测。在含有1.0×10-3mol/L氧化还原探针[Fe（CN）63-/4-]的0.1mol/LKCl溶液中记录裸玻碳电极(Glassycarbonelectrode,GCE）和用CB修饰的GCE的循环伏安图如图1-3所示；图1-3GCE和CB-GCE在含有铁氰化钾的氯化钾溶液中的循环伏安图[54]与裸玻碳电极对比，修饰电极峰电流值增加了近70%，表明CB的掺入可以增加电极电活性面积从而增大峰电流，这能够证明CB纳米粒子的优异电化学性质，使其成为用于构建电化学传感器和生物传感器的令人兴奋的替代碳纳米材料。目前，CB用于传
【参考文献】：
期刊论文
[1]双酚A在乙炔黑修饰玻碳电极上的电化学行为及测定[J]. 韩玲,胡成国. 生物化工. 2018(03)
[2]β-环糊精/石墨烯修饰乙炔黑电极快速检测水样中的对硝基苯酚[J]. 梁姣丽,邓培红,陈冬儿,蔡芬,黎秋燕,王婷. 衡阳师范学院学报. 2017(06)
[3]基于氧化氮掺杂石墨烯修饰碳糊电极高灵敏测定辣椒素[J]. 牙禹,蒋翠文,李焘,唐莉,宁德娇,闫飞燕,谢丽萍. 食品科学. 2017(22)
[4]基于氨基功能化碳微球修饰丝网印刷电极制备辣椒素电化学传感器[J]. 王燕,吴天良,徐斌,叶建山. 广东化工. 2017(04)
[5]基于有序介孔碳的电化学生物传感器的研究进展[J]. 李金萍,谢丽峰,郭春瑞. 辽宁化工. 2015(08)
[6]聚L-组氨酸/乙炔黑修饰电极上对乙酰氨基酚的电化学行为及测定[J]. 李桂芳,贾晶,何晓英. 分析试验室. 2015(08)
[7]酶联免疫法测定辣椒中辣椒素含量[J]. 杨东顺,梅文泉,龙洪进,黎其万. 中国农学通报. 2015(21)
[8]有序介孔碳材料的表面改性及电化学性能研究[J]. 李娜,韩一明,许建雄,许利剑,杜晶晶. 功能材料. 2015(S1)
[9]香兰素在AB/PABSA/GCE修饰电极上的电化学行为及测定[J]. 李桂芳,贾晶,何晓英. 分析测试学报. 2015(03)
[10]壳聚糖/乙炔黑修饰电极上萘酚异构体的电化学行为及同时测定[J]. 贾晶,李桂芳,刘琼燕,何晓英. 分析测试学报. 2014(11)
博士论文
[1]食用植物油外源污染物辣椒素及黄曲霉毒素免疫检测技术研究[D]. 杨青青.中国农业科学院 2016
硕士论文
[1]沙丁胺醇电化学传感器研究[D]. 李海英.东北师范大学 2019
[2]辣椒素类物质的电化学检测新方法研究及应用[D]. 吕文静.重庆医科大学 2019
[3]莱克多巴胺的电化学传感器的研究[D]. 魏倾鹤.东北师范大学 2016
[4]辣椒制品中辣椒素含量的快速检测方法研究[D]. 李帅.西南大学 2012
[5]表面活性剂对碳纳米管修饰电极电催化性能的研究[D]. 朱志新.长春理工大学 2012
[6]辣椒素类物质抑菌作用的研究与评价[D]. 陈世化.湖南农业大学 2008
[7]表面活性剂对3-甲基吡啶电氧化制取烟酸的影响[D]. 高阳艳.吉林大学 2008
[8]表面活性剂体系中镍的电化学振荡研究[D]. 倪文彬.扬州大学 2006
[9]基于表面活性剂增敏的电化学分析及其应用研究[D]. 党雪平.武汉大学 2004
本文编号：3612068
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3612068.html
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