基于硼酸亲和作用的传感器制备及性质研究
本文关键词：基于硼酸亲和作用的传感器制备及性质研究
【摘要】：以硼酸基团与顺式邻羟基化合物之间的可逆共价结合作用,作为分子识别过程中的主要驱动力,构建的硼酸传感器具有结合能力强、稳定性好、选择性高等优点。联合一些先进的材料和技术,如:纳米材料、分子印迹技术、聚合物科学等,针对目标分子设计开发的新型硼酸传感器具有独特的优势和广阔的前景。本论文以硼酸及其衍生物作为传感器的识别元件构建了三种传感器,分别对传感器的选择性、灵敏度和实现可视化检测等性质进行了详细的研究,并将其成功应用于实际样品的分析。具体工作如下:1.我们以合成的吡咯-苯硼酸(py-PBA)为功能单体,多巴胺(DA)为模板分子,利用分子印迹技术制备了一种新型双识别电化学传感器。Py-PBA与DA共价结合生成环状硼酯化合物,结合分子印迹物的印迹效果实现了对多巴胺的双重识别。与单独使用苯硼酸或吡咯为功能单体而制备的印迹传感器相比,该传感器具备更高的印迹因子。在最优条件下,该传感器能够从一系列结构类似物和单糖物质中选择性识别多巴胺,其定量检测的线性范围是5.0×10~(-8)~1.0×10~(-5) mol/L,最低检出限是3.3×10~(-8) mol/L(S/N=3)。该传感器在实际样品分析中获得了令人满意的结果。2.通过在裸玻碳电极表面先后电沉积多壁碳纳米管(MWCNTs)和电聚合氨基苯硼酸(APBA),我们制备了一种新型双信号电化学传感器。基于聚合物膜表面的硼酸基团与顺式邻羟基分子之间的共价结合作用,我们提出一种新颖的传感策略——“置换传感”,实现对邻苯二酚(CC)的选择性灵敏检测。随着将CC加入到含有对苯二酚(HQ)的检测液中,p APBA与CC之间发生共价键合,电极表面的HQ逐步被CC所取代,导致HQ的氧化峰电流逐渐减小,CC的氧化峰电流不断增加。利用二者电流变化的绝对值之和(?|I_(HQ)|+?|I_(CC)|)定量检测CC,检测范围是4.0×10~(-8)~1.7×10~(-5) mol/L,最低检出限是4.3×10-9mol/L。该传感器在五种环境水样中的分析性能准确可靠。3.将3-氨基苯硼酸(APBA)和氨封端的聚N-异丙基丙烯酰胺(APNIPAM)通过非共价方式修饰在金纳米粒子(AuNPs)表面,制备一种双响应的比色传感器用于葡萄糖的检测。APBA和APNIPAM的修饰促使AuNPs的团聚对pH和温度具有明显的响应性能,可以仅通过裸眼对葡萄糖进行定性和半定量检测,以及通过紫外吸收光谱进行定量检测。由于该传感器具备制备简易、检测快速且选择性高等优点,而在实际样品中的检测获得令人满意的结果。
【关键词】：苯硼酸 传感器 多巴胺 邻苯二酚 葡萄糖
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：
- 摘要5-7
- Abstract7-11
- 第一章 绪论11-32
- 1. 分子识别的发展11-12
- 2. 硼酸的亲和作用12-13
- 3. 基于硼酸亲和作用的新型传感器13-20
- 3.1. 基于硼酸的分子传感器13-15
- 3.2. 硼酸功能化的聚合物传感器15-16
- 3.3. 硼酸功能化的表面传感器16-17
- 3.4. 硼酸修饰的纳米传感器17-19
- 3.5. 基于硼酸的电化学传感器19-20
- 4. 展望20
- 5. 论文设想与研究内容20-22
- 参考文献22-32
- 第二章 基于硼酸亲和作用制备印迹电化学传感器实现对多巴胺的双重识别与检测32-46
- 1. 引言32-33
- 2. 实验部分33-35
- 2.1. 仪器和试剂33-34
- 2.2. 吡咯-苯硼酸(py-PPA)的合成34
- 2.3. MIP修饰电极的制备(MIP/GCE)34
- 2.4. MIP/GCE的电化学性能测试34-35
- 3. 结果与讨论35-42
- 3.1. MIP/GCE的表征35-36
- 3.2. 功能单体的选择36-37
- 3.3. 制备MIP/GCE的条件优化37-39
- 3.4. MIP/GCE的识别性能39-41
- 3.5. MIP/GCE的线性实验41
- 3.6. MIP/GCE的实际样品检测41-42
- 3.7. MIP/GCE的性能评价42
- 4. 结论42-43
- 参考文献43-46
- 第三章 基于“置换传感”策略制备聚 3-氨基苯硼酸/多壁碳管修饰电极灵敏检测邻苯二酚46-63
- 1. 引言46-48
- 2. 实验部分48-49
- 2.1. 仪器和试剂48
- 2.2. MWCNTs的预处理48
- 2.3. 构建传感器(pAPBA/MWCNTs/GCE)48-49
- 2.4. 电化学性能测试49
- 3. 结果与讨论49-57
- 3.1. 传感器的表征49-50
- 3.2. 电解液pH的优化50-52
- 3.3. 扫速的影响52
- 3.4. 传感器的选择性识别性能52-54
- 3.5. 传感器的检测性能分析54-57
- 4. 结论57-58
- 参考文献58-63
- 第四章 基于功能化金纳米粒子制备的双响应比色传感器实现对葡萄糖的可视化检测63-80
- 1. 引言63-65
- 2. 实验部分65-66
- 2.1 仪器与试剂65-66
- 2.2 AuNPs的制备66
- 2.3 传感器的制备66
- 3. 结果与讨论66-75
- 3.1 AuNPs的表征66-67
- 3.2 功能化AuNPs的pH响应67-69
- 3.3 功能化AuNPs的温度响应69-70
- 3.4 葡萄糖的检测70-73
- 3.4.1 定性检测葡萄糖70-71
- 3.4.2 半定量检测葡萄糖71-72
- 3.4.3 定量检测葡萄糖72-73
- 3.5 选择性实验73-74
- 3.6 实际样品检测74-75
- 4. 结论75-76
- 参考文献76-80
- 附录：本人在读研期间发表研究论文80-81
- 致谢81
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