Hb/AuNPs/PPy/GCE过氧化氢传感器的构建及其应用
发布时间：2022-01-23 14:54
过氧化氢在工业生产中具有广泛的应用,同时其作为葡萄糖氧化酶等蛋白酶的中间产物,在机体生理反应中扮演着重要的角色;但过量的过氧化氢会严重影响生态环境,也会降低食品的营养价值,甚至危害消费者的健康。目前,过氧化氢测定方法存在样品处理方法复杂、检测数据不稳定以及仪器昂贵等问题。因此,构建一种新型快速、经济、精准检测过氧化氢浓度的方法在食品加工和环境保护等领域具有重要的意义。本文通过电化学技术将聚吡咯和纳米金颗粒修饰到电极表面,利用纳米金的强吸附作用及共价键作用把血红蛋白分子结合到其表面,制备一种可用于检测饮料中残留过氧化氢的Hb/AuNPs/Ppy/GCE传感器,并对该传感器的制备条件及检测参数进行优化,考察该传感器的性能;主要研究内容如下:（1）利用恒电位法还原吡咯,在玻碳电极表面形成聚吡咯膜,然后运用循环伏安法还原氯金酸形成纳米金颗粒使其沉积在聚吡咯膜的载体上,通过静电吸附以及Au-SH等化学键作用使纳米金颗粒和血红蛋白相互结合。物理及化学表征均证实该传感器制备成功并对过氧化氢还原具有良好的催化效果。以传感器在含有20μmol/L过氧化氢（H2O2）的氯化钾（KCl）溶液中的响应电流为评...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ传感器的制备??
?第２章Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ生物传感器的构建及表征???１０?－??ｉｌａｉａ??６．０?６．５?７．０?７．５?８．０??ｐＨ??图２．３偶联溶液ｐＨ对Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ传感器在含２０?ｐｍｏｌ／Ｌ?Ｈ２〇２的ＫＣ１溶液中的ＤＰＶ??电流响应??Ｆｉｇ．２．３?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ?ｐＨ?ｏｎ?ｔｈｅ?ＤＰＶ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ?ｓｅｎｓｏｒ?ｉｎ??０．?ｌｍｏｌ／Ｌ?ＫＣ１?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?２０?｜ｉｍｏｌ／Ｌ?Ｈ２Ｏ２．??２．４．１．３支持电解质溶液ｐＨ优化??支持电解质溶液的ｐＨ是影响电极峰电流响应的一个重要的因素。如图２．４??所示，Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ在ｐＨ为７．０的支持电解质中催化Ｈ２０２还原的差分脉冲??伏安法的响应电流最大。因此选择支持电解质的ｐＨ为７．０。??ｔａｉｌ??３?４?５?６?７??ｐＨ??１８??
?第２章Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ生物传感器的构建及表征???图２．４支持电解质ｐＨ对Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ‘Ｐｐｙ／ＧＣＥ传感器在含２（Ｈｉｍｏｌ／Ｌ?Ｈ：０：！的ＫＣ１溶液中的??ＤＰＶ电流响应??Ｆｉｇ．２．４?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｐＨ?ｏｎ?ｔｈｅ?ＤＰＶ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ??Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ?ｓｅｎｓｏｒ?ｉｎ?Ｏ．ｌｍｏｌ／Ｌ?ＫＣ１?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?２０?ｆ．ｉｍｏｌ／Ｌ?Ｈ：０：．??２．４．２?修饰电极的物理表征??２．４．２．１?ＳＥＭ?表征??扫描电子显微镜可以直观的观察各修饰电极的表面形貌。Ｓ－３４００Ｎ型扫描电??镜用于观察Ｐｐｙ、ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ的电极表层的形貌。如图２．５所示，Ｐｐｙ／ＧＣＥ修饰电??极的表面呈现凸起的海岛状结构（图２．５Ａ），这种结构能够增加聚吡咯膜的比??表面积，从而固载更多的纳米金颗粒，同时也表明聚吡咯膜制备成功。将Ｐｐｙ／ＧＣＥ??修饰电极垂直置于含ＨＡｕＣＵ的ＫＣ１溶液中，循环伏安法还原ＨＡｕＣｌ４制备??ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ，较Ｐｐｙ／ＧＣＥ而言，ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ的微观形貌发生明显的改变，??一层球状颗粒均匀的分布在聚吡咯膜的基底上（图２．５Ｂ）。图２．６为Ｘ射线能谱??仪对ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ的元素表征图，其主要组成元素为Ｃ和Ａｎ，其中Ｃ元素可能??来源于聚吡咯膜或者ＧＣＥ，而Ａｕ兀素只可能来自金，表明金颗粒成功地修饰到??电极表面。??图２．５?ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ制备过程扫描电镜图（Ａ和Ｂ分别代表Ｐｐｙ／Ｇ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于L-半胱氨酸、纳米金自组装的葡萄糖生物传感器的构建[J]. 高先娟,张平平,程云,王怀生. 分析试验室. 2017(01)
[2]不同形貌聚吡咯的制备及其电化学性能研究[J]. 张远方,程欢,原喆,陈锋,陈韶云. 高分子通报. 2016(11)
[3]纳米金的制备、表征及应用研究[J]. 周睿璐,付大友,袁东,吴永强,谯康全. 四川理工学院学报(自然科学版). 2016(03)
[4]基于纳米金电化学免疫传感器测定牛奶中的青霉素G[J]. 李建龙,潘道东,朱浩嘉,顾愿愿,赵紫微,朱珊珊. 食品科学. 2014(08)
[5]微波加热法快速制备纳米金及其SERS活性表征[J]. 王兰,黄少华,黄祖芳,林居强,翁存程,冯尚源,雷晋萍,陈荣. 光散射学报. 2014(01)
[6]电化学沉积纳米金和石墨烯修饰离子液体碳糊电极检测芦丁的研究[J]. 孙伟,王丹,张媛媛,鞠晓媚,杨海旭,陈奕新,孙振范. 分析化学. 2013(05)
[7]聚吡咯/无机纳米复合材料研究进展[J]. 刘军,李梅,李文光,姚金水. 山东轻工业学院学报(自然科学版). 2011(04)
[8]银/聚吡咯纳米复合材料的制备与结构表征[J]. 安静,罗青枝,李雪艳,王德松. 河北科技大学学报. 2010(05)
[9]基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究[J]. 张凌燕,袁若,柴雅琴,曹淑瑞,黎雪莲,王娜. 化学学报. 2006(16)
[10]导电聚合物传感器的研究进展[J]. 罗利军,谭学才,邹小勇,蔡沛祥. 分析测试学报. 2005(04)
博士论文
[1]基于低维碳/贵金属复合材料的电化学过氧化氢传感器的研究[D]. 姬晔.吉林大学 2019
[2]导电聚吡咯及其复合薄膜材料新法电聚合与应用研究[D]. 李闽.武汉大学 2013
[3]味觉传感器阵列构建及其初步应用[D]. 黄赣辉.南昌大学 2006
硕士论文
[1]基于金属纳米材料和DNA放大技术构建电化学发光传感器[D]. 鉴燕楠.济南大学 2019
[2]没食子酸分子印迹传感器构建及应用[D]. 陈星光.南昌大学 2019
[3]金属负载型纳米材料在电化学生物传感器中的应用研究[D]. 刘丽.济南大学 2018
[4]原位氮掺杂碳—金纳米复合材料的制备及对重金属离子检测的研究[D]. 关晴.武汉工程大学 2016
本文编号：3604582
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ传感器的制备??
?第２章Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ生物传感器的构建及表征???１０?－??ｉｌａｉａ??６．０?６．５?７．０?７．５?８．０??ｐＨ??图２．３偶联溶液ｐＨ对Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ传感器在含２０?ｐｍｏｌ／Ｌ?Ｈ２〇２的ＫＣ１溶液中的ＤＰＶ??电流响应??Ｆｉｇ．２．３?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ?ｐＨ?ｏｎ?ｔｈｅ?ＤＰＶ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ?ｓｅｎｓｏｒ?ｉｎ??０．?ｌｍｏｌ／Ｌ?ＫＣ１?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?２０?｜ｉｍｏｌ／Ｌ?Ｈ２Ｏ２．??２．４．１．３支持电解质溶液ｐＨ优化??支持电解质溶液的ｐＨ是影响电极峰电流响应的一个重要的因素。如图２．４??所示，Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ在ｐＨ为７．０的支持电解质中催化Ｈ２０２还原的差分脉冲??伏安法的响应电流最大。因此选择支持电解质的ｐＨ为７．０。??ｔａｉｌ??３?４?５?６?７??ｐＨ??１８??
?第２章Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ生物传感器的构建及表征???图２．４支持电解质ｐＨ对Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ‘Ｐｐｙ／ＧＣＥ传感器在含２（Ｈｉｍｏｌ／Ｌ?Ｈ：０：！的ＫＣ１溶液中的??ＤＰＶ电流响应??Ｆｉｇ．２．４?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｐＨ?ｏｎ?ｔｈｅ?ＤＰＶ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ??Ｈｂ／ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ?ｓｅｎｓｏｒ?ｉｎ?Ｏ．ｌｍｏｌ／Ｌ?ＫＣ１?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?２０?ｆ．ｉｍｏｌ／Ｌ?Ｈ：０：．??２．４．２?修饰电极的物理表征??２．４．２．１?ＳＥＭ?表征??扫描电子显微镜可以直观的观察各修饰电极的表面形貌。Ｓ－３４００Ｎ型扫描电??镜用于观察Ｐｐｙ、ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ的电极表层的形貌。如图２．５所示，Ｐｐｙ／ＧＣＥ修饰电??极的表面呈现凸起的海岛状结构（图２．５Ａ），这种结构能够增加聚吡咯膜的比??表面积，从而固载更多的纳米金颗粒，同时也表明聚吡咯膜制备成功。将Ｐｐｙ／ＧＣＥ??修饰电极垂直置于含ＨＡｕＣＵ的ＫＣ１溶液中，循环伏安法还原ＨＡｕＣｌ４制备??ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ，较Ｐｐｙ／ＧＣＥ而言，ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ的微观形貌发生明显的改变，??一层球状颗粒均匀的分布在聚吡咯膜的基底上（图２．５Ｂ）。图２．６为Ｘ射线能谱??仪对ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ的元素表征图，其主要组成元素为Ｃ和Ａｎ，其中Ｃ元素可能??来源于聚吡咯膜或者ＧＣＥ，而Ａｕ兀素只可能来自金，表明金颗粒成功地修饰到??电极表面。??图２．５?ＡｕＮＰｓ／Ｐｐｙ／ＧＣＥ制备过程扫描电镜图（Ａ和Ｂ分别代表Ｐｐｙ／Ｇ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于L-半胱氨酸、纳米金自组装的葡萄糖生物传感器的构建[J]. 高先娟,张平平,程云,王怀生. 分析试验室. 2017(01)
[2]不同形貌聚吡咯的制备及其电化学性能研究[J]. 张远方,程欢,原喆,陈锋,陈韶云. 高分子通报. 2016(11)
[3]纳米金的制备、表征及应用研究[J]. 周睿璐,付大友,袁东,吴永强,谯康全. 四川理工学院学报(自然科学版). 2016(03)
[4]基于纳米金电化学免疫传感器测定牛奶中的青霉素G[J]. 李建龙,潘道东,朱浩嘉,顾愿愿,赵紫微,朱珊珊. 食品科学. 2014(08)
[5]微波加热法快速制备纳米金及其SERS活性表征[J]. 王兰,黄少华,黄祖芳,林居强,翁存程,冯尚源,雷晋萍,陈荣. 光散射学报. 2014(01)
[6]电化学沉积纳米金和石墨烯修饰离子液体碳糊电极检测芦丁的研究[J]. 孙伟,王丹,张媛媛,鞠晓媚,杨海旭,陈奕新,孙振范. 分析化学. 2013(05)
[7]聚吡咯/无机纳米复合材料研究进展[J]. 刘军,李梅,李文光,姚金水. 山东轻工业学院学报(自然科学版). 2011(04)
[8]银/聚吡咯纳米复合材料的制备与结构表征[J]. 安静,罗青枝,李雪艳,王德松. 河北科技大学学报. 2010(05)
[9]基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究[J]. 张凌燕,袁若,柴雅琴,曹淑瑞,黎雪莲,王娜. 化学学报. 2006(16)
[10]导电聚合物传感器的研究进展[J]. 罗利军,谭学才,邹小勇,蔡沛祥. 分析测试学报. 2005(04)
博士论文
[1]基于低维碳/贵金属复合材料的电化学过氧化氢传感器的研究[D]. 姬晔.吉林大学 2019
[2]导电聚吡咯及其复合薄膜材料新法电聚合与应用研究[D]. 李闽.武汉大学 2013
[3]味觉传感器阵列构建及其初步应用[D]. 黄赣辉.南昌大学 2006
硕士论文
[1]基于金属纳米材料和DNA放大技术构建电化学发光传感器[D]. 鉴燕楠.济南大学 2019
[2]没食子酸分子印迹传感器构建及应用[D]. 陈星光.南昌大学 2019
[3]金属负载型纳米材料在电化学生物传感器中的应用研究[D]. 刘丽.济南大学 2018
[4]原位氮掺杂碳—金纳米复合材料的制备及对重金属离子检测的研究[D]. 关晴.武汉工程大学 2016
本文编号：3604582
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