复合量子点电致化学发光传感器的构建及爆炸物检测

发布时间：2018-01-13 03:15

本文关键词：复合量子点电致化学发光传感器的构建及爆炸物检测　出处：《安徽理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：电致化学发光(ECL)过程是指在施加外电压的条件下,通过高能量的电子转移反应而在电极附近产生的激发态物质产生可测量的光信号。它结合了电化学技术和发光技术,将电能转化为辐射能。因为ECL具有吸引人的优点,比如高的敏感性、简单的仪器设施、低价、小型化、发光反应的时间和位置的可控性,它已经成为一种有力的分析技术,并且在生物分析、食品和水体监测、环境污染物检测等领域快速发展。为了改善传感器的ECL强度,提出了各种各样的信号增强策略,例如参杂技术、包覆技术、使用纳米材料等。因此,本文基于信号放大策略致力于研发一些新型的高灵敏度和高选择性的ECL传感器。这些传感器是基于半导体纳米颗粒和石墨烯基的纳米材料的复合所构建的,并且应用于检测土壤中的2,4,6-三硝基甲苯(TNT)。1、一种基于石墨烯量子点增强硒化镉量子点的电致化学发光的新型传感器对土壤中2,4,6-三硝基甲苯的检测通过硒化镉量子点(CdSe QDs)和石墨烯量子点(GQDs)在电极上的界面组装,构建了一种高敏感性和高选择性的ECL传感器用于检测TNT。在这种传感策略中,使用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)所保护的石墨烯(P-GR)固定更多的CdSe QDs。然后,通过静电作用P-GR和CdSe QDs自组装形成P-GR/CdSe。使用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)通过酰胺健共价键合,羧基化的CdSe QDs和氨基化的GQDs进行偶联。由于GQDs的存在,最终的CdSe-GQDs薄膜的ECL强度是纯CdSe QDs的大约8倍,而且ECL反应的起始电压向正向移动。在TNT存在时,形成的TNT-胺复合物促进电子从激发态的CdSe QDs向TNT转移,使得ECL信号抑制。在0.01-100 ppb的浓度范围内,降低的ECL强度和TNT的浓度的对数线性相关,检测限为3 ppt。实际土壤样品中加标TNT的检测结果展现了良好的回收率(99.20-105.00%)和相对标准误差(3.02-8.19%)。这种传感策略为使用半导体纳米颗粒和石墨烯基的纳米材料组建传感器用于爆炸物分析提供了新视野。2、一种基于硒化镉量子点和氨基功能化的石墨烯量子点的纳米晶复合物的电致化学发光适体传感器对土壤中的2,4,6-三硝基甲苯的超灵敏检测采用CdSe QDs和氨基功能化的石墨烯量子点(afGQDs)的纳米晶复合物(CdSe@afGQDsNCs)构建了一种适体传感器,应用于检测土壤中的TNT。通过使用EDC/NHS偶联剂在CdSe@afGQDs NCs的羧基和适体的氨基之间进行偶联反应,适体连接到CdSe@afGQDsNCs修饰的电极上面。和单独的CdSeQDs修饰的玻碳电极(GCE)相比,CdSe@afGQDsNCs修饰电极的ECL的强度大约是其9.2倍,并且ECL反应的起始电压正向移动了 10 mV。在最优的实验条件下,通过ECL强度的降低来检测TNT的浓度。该传感器的ECL强度的降低可能是由于适体和TNT之间的生物识别阻碍了 ECL反应中的电子转移引起的。在0.1-100 ng L-1范围内,ECL强度的降低和TNT浓度的对数线性相关,检测限是0.1 pg L-1。和上个传感器相比,该传感器的检测限得到了很大的改善。该传感器具有高灵敏性和对2,4-二硝基甲苯(DNT),对硝基甲苯(NT)和硝基苯(NB)的高选择性。这种策略对构建基于半导体量子点和石墨烯量子点的复合物的ECL传感器用于分析检测而开拓了新的视野。
[Abstract]:In order to improve the ECL intensity of the sensor , a variety of signal enhancement strategies such as high sensitivity , simple instrument facilities , low cost , miniaturization , time and position of luminescence reaction have been developed .

【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP212;TB383.1

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