基于聚天青A修饰电极对过氧化氢、铜离子和葡萄糖的检测

发布时间：2017-08-17 20:22

  本文关键词：基于聚天青A修饰电极对过氧化氢、铜离子和葡萄糖的检测

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【摘要】：本文介绍了电化学传感器、化学修饰电极和导电聚合物膜的基本原理、研究进展及其在分析化学中的应用。制备了聚天青A修饰玻碳电极,基于Fenton型反应对过氧化氢、铜离子开展了定量检测,利用电极表面修饰镍离子的氧化还原反应,构建了无酶型葡萄糖传感器。主要工作如下:1.采用两步法制备了聚天青A-壳聚糖/铜离子修饰电极(GCE/PAA-CS/Cu),Cu~(2+)能与PAA-CS膜稳定络合,该修饰电极表现出良好的电化学活性。Cu~(2+)和H_2O_2的Fenton型反应所产生的羟基自由基能有效氧化聚天青A,致使电极过程中染料聚合物的还原电流大幅度增大。当H_2O_2浓度处于0.002-0.5 mM和2.56-25.0 mM范围内,该修饰电极表现出良好的线性响应,信噪比为3时检测限约为0.7μM。该传感器具有检测限低、响应时间短、成本低、抗干扰能力强、稳定、重复性和重现性好等优点,为H_2O_2的无酶检测提供了一种可行方法。2.采用循环伏安法制备了聚天青A(PAA)修饰的玻碳电极。电极表面有机染料聚合物对H_2O_2还原的催化能力较弱,而铜离子能充当模拟过氧化物酶。基于Fenton型反应,铜离子引起H_2O_2分解,并产生能有效氧化PAA的高活性羟基自由基,导致电极在循环伏安扫描过程中染料聚合物的还原电流大幅增加。由此建立了一种间接检测痕量Cu~(2+)的灵敏方法。该传感器在50 nM-10μM和10μM-100μM的Cu~(2+)浓度范围内,表现出良好的线性响应,信噪比为3时检测限为8.4 nM。干扰实验表明,常见的一些金属离子对电化学检测影响很小。此方法已成功应用于水样中铜离子的检测,回收率为95.4%-108%。3.采用循环伏安法在玻碳电极表面制备了聚天青A,该染料聚合物本身并未对葡萄糖的氧化有催化能力。基于镍离子与染料聚合物的络合作用制备了GCE/PAA-Ni修饰电极,该电极表面能够发生Ni(II)/Ni(III)的转化,在碱性条件对葡萄糖的氧化有良好的电催化活性,由此构建了一种灵敏的、具有选择性的无酶葡萄糖传感器。该传感器可在5μM 12 mM范围内对葡萄糖实现定量检测,线性范围宽,检出限低至0.64μM(3σ)。此外,该安培传感器还具有响应时间短、抗干扰能力佳、稳定性好、重现性可靠等优点。与当地某医院测量的人血清样品中葡萄糖含量相比,该传感器的检测结果令人满意。
【关键词】：聚天青A 无酶传感器 过氧化氢 铜离子 葡萄糖
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 电化学传感器简介10-13
• 1.1.1 电化学传感器的原理与组成10
• 1.1.2 电化学传感器的分类10-12
• 1.1.3 电化学传感器的发展趋势12-13
• 1.2 化学修饰电极和导电聚合物13-16
• 1.2.1 化学修饰电极简介13
• 1.2.2 表面固定技术和化学修饰电极的分类13-14
• 1.2.3 导电聚合物及其分类14-16
• 1.2.4 导电聚合物膜修饰电极的制备方法16
• 1.3 本文构思16-18
• 第二章 基于聚天青A-壳聚糖/铜修饰电极上Fenton型反应过氧化氢的无酶检测18-32
• 2.1 引言18-19
• 2.2 实验19-21
• 2.2.1 药品及仪器19-20
• 2.2.2 修饰电极的制备和检测过程20-21
• 2.3 结果和讨论21-31
• 2.3.1 GCE/PAA-CS修饰电极的制备及其对H_2O_2的电化学响应21-22
• 2.3.2 GCE/PAA-CS的表征及其对H_2O_2的电催化还原作用22-26
• 2.3.3 H_2O_2的电化学检测26-31
• 2.4 结论31-32
• 第三章 基于聚天青A修饰电极上Fenton型反应Cu~(2+)的无酶检测32-43
• 3.1 引言32-33
• 3.2 实验部分33
• 3.2.1 试剂和仪器33
• 3.2.2 聚合染料修饰电极的制备和检测过程33
• 3.3 结果和讨论33-42
• 3.3.1 GCE/PAA的制备和表征33-35
• 3.3.2 GCE/PAA上Cu~(2+)模拟过氧化物酶的行为35-37
• 3.3.3 铜离子的电化学检测37-42
• 3.4 结论42-43
• 第四章 基于聚天青A-镍修饰电极的葡萄糖无酶检测43-56
• 4.1 引言43-44
• 4.2 实验44-45
• 4.2.1 药品及仪器44
• 4.2.2 化学修饰电极的制备和检测过程44-45
• 4.3 结果和讨论45-55
• 4.3.1 GCE/PAA-Ni的制备和表征45-49
• 4.3.2 葡萄糖在GCE/PAA-Ni上的电催化氧化49-51
• 4.3.3 葡萄糖的电化学检测51-55
• 4.4 结论55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-74
• 附录：硕士研究生期间发表的相关论文和研究成果74-75
• 致谢75-76

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本文编号：690925