重金属离子电化学传感器的构建及其应用
发布时间：2021-03-30 22:49
重金属污染已成为关系到人类健康和生命的重大环境问题,在环境、医疗、食品等领域实现低浓度金属离子快速、简单、灵敏的检测十分重要。基于电化学检测方法的重金属传感器由于简单、成本低、灵敏度高和易于微型化等优势引起广泛关注。重金属离子电化学传感器利用各种化学小分子以及生物材料为受体,与电化学检测的高灵敏性相结合可实现对痕量重金属离子的检测。近年来,随着纳米材料逐步引入电分析和生物传感器领域,分析化学方法学取得了突破性的进展。特别是无机纳米材料所具有的高比表面积以及独特的电子传导性能,大大增加了金属离子的吸附位点,为实现连续在线检测重金属离子提供了可能。通过DNA与金属离子的特殊作用,可诱导碱基配对、核酸酶水解及立体构象的改变,产生检测信号,从而间接地实现重金属离子的检测。本论文利用多种纳米材料与DNA探针构建了几种重金属离子的电化学传感器,建立了灵敏、快速、简单、选择性好的六种重金属离子定量分析方法,主要包括以下六个部分：1、氮掺杂多孔碳-离子液体电化学传感器的构建及对镉离子的检测用一种简单有效的方法合成了氮掺杂无规则的多孔碳材料（N@MOG-C）,该材料以聚吡咯掺杂的金属-有机框架凝胶（PP...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
本论文主要创新点
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 重金属离子污染的现状与危害
§1.3 重金属离子检测方法的研究与进展
1.3.1 光谱法检测重金属离子
1.3.1.1 原子吸收光谱法
1.3.1.2 原子发射光谱法
1.3.1.3 原子荧光光谱法
1.3.1.4 紫外可见分光光谱法
1.3.2 质谱法检测重金属离子
1.3.3 色谱法检测重金属离子
1.3.4 电化学法检测重金属离子
1.3.4.1 极谱法和伏安法
1.3.4.2 电位分析法
1.3.4.3 电导分析法
1.3.4.4 安培分析法
§1.4 重金属离子电化学传感器的研究进展
1.4.1 基于无机纳米材料重金属离子电化学传感器
1.4.1.1 金属及金属氧化物纳米材料
1.4.1.2 碳纳米材料
1.4.1.2.1 碳纳米管
1.4.1.2.2 石墨烯
1.4.1.3 介孔硅材料
1.4.1.4 其它无机纳米材料
1.4.2 基于有机材料重金属离子电化学传感器
1.4.2.1 有机小分子
1.4.2.2 有机聚合物
1.4.3 基于生物材料重金属离子电化学传感器
1.4.3.1 多肽及蛋白质
1.4.3.2 酶
1.4.3.3 功能核酸
2+-T"> 1.4.3.3.1 T-Hg2+-T
1.4.3.3.2 核酸酶
1.4.3.3.3 核酸适配体
1.4.3.3.4 G-四联体
1.4.3.4 细胞及微生物
§1.5 电化学检测重金属离子技术的发展趋势
§1.6 本论文的出发点和主要工作
参考文献
第二章 氮掺杂多孔碳-离子液体电化学传感器的构建及对镉离子的检测
摘要
§2.1 引言
§2.2 实验部分
2.2.1 试剂及仪器
2.2.2 N@MOG-C的制备
2.2.3 电化学检测步骤
§2.3 结果与讨论
2.3.1 PPy@MOG与N@MOG-C的表征
2.3.2 N@MOG-C修饰电极的电化学表征
2.3.3 条件优化
2.3.4 分析性能
2.3.5 抗干扰能力、重现性与稳定性
2.3.6 实际水样中Cd（Ⅱ）的检测
§2.4 结论
参考文献
第三章 高负载铋纳米粒子的多孔碳/石墨烯纳米复合材料的合成与重金属离子高灵敏的电化学检测
摘要
§3.1 引言
§3.2 实验部分
3.2.1 试剂及仪器
3.2.2 NPCGS与BiNPs@NPCGS的制备
2+与Cd2+"> 3.2.3 电化学检测Pb2+与Cd2+
§3.3 结果与讨论
3.3.1 NPCGS与BiNPs@NPCGS的表征
3.3.2 BiNPs@NPCGS修饰电极的电化学表征
3.3.3 条件优化
3.3.4 分析性能
3.3.5 抗干扰能力、重现性及稳定性
3.3.6 实际样品分析
§3.4 结论
参考文献
第四章 基于单金属离子诱导的DNA三向接合特殊结构分析平台实现汞离子高灵敏电化学检测
摘要
§4.1 引言
§4.2 实验部分
4.2.1 试剂及仪器
4.2.2 电化学传感器的制备
2+ "> 4.2.3 电化学检测Hg2+
4.2.4 凝胶电泳实验
§4.3 结果与讨论
4.3.1 电化学传感器的表征
4.3.2 DNA-TWJ结构的电分析性能
4.3.3 条件优化
4.3.4 传感器的有效面积
4.3.5 捕获探针的表面密度
2+ "> 4.3.6 DNA-TWJ方法检测Hg2+
4.3.7 选择性、重现性与稳定性
4.3.8 实际样品分析
§4.4 结论
参考文献
第五章 基于卟啉金属有机框架模拟酶增敏的核酸酶探针的设计与铅离子高灵敏电化学检测
摘要
§5.1 引言
§5.2 实验部分
5.2.1 试剂及仪器
n-MOF的制备"> 5.2.2 （Fe-P）n-MOF的制备
n-MOF探针的制备"> 5.2.3 GR-5/（Fe-P）n-MOF探针的制备
5.2.4 电化学传感器的制备
2+ "> 5.2.5 电化学检测Pb2+
5.2.6 实际样品检测
§5.3 结果与讨论
n-MOF的表征"> 5.3.1 （Fe-P）n-MOF的表征
n-MOF模拟酶的催化性能"> 5.3.2 （Fe-P）n-MOF模拟酶的催化性能
n-MOF模拟酶的稳定性"> 5.3.3 （Fe-P）n-MOF模拟酶的稳定性
5.3.4 传感器的可行性分析
5.3.5 条件优化
5.3.6 电化学传感器的分析性能
5.3.7 传感器的选择性
5.3.8 土壤样品分析
§5.4 结论
参考文献
第六章 基于核酸适配体结构转变构建的亚砷酸盐电化学检测方法
摘要
§6.1 引言
§6.2 实验部分
6.2.1 试剂及仪器
6.2.2 As（Ⅲ）电化学生物传感器的制备
6.2.3 电化学检测As（Ⅲ）
6.2.4 圆二色谱
§6.3 结果与讨论
6.3.1 可行性分析
6.3.2 条件优化
6.3.3 电化学生物传感器的分析性能
6.3.4 选择性、重现性与稳定性
6.3.5 实际样品分析
§6.4 结论
参考文献
第七章 基于铜离子催化氧化半胱氨酸调控银纳米粒子组装的铜离子电化学检测方法
摘要
§7.1 引言
§7.2 实验部分
7.2.1 试剂及仪器
7.2.2 DSP-AuNPs的制备
7.2.3 AgNPs的制备
7.2.4 传感器的制备
2+ "> 7.2.5 电化学检测Cu2+
§7.3 结果与讨论
7.3.1 DSP-AuNPs与AgNPs的表征
7.3.2 化学传感器的表征
7.3.3 条件优化
7.3.4 电化学传感器的分析性能
7.3.5 选择性、再生性及稳定性
7.3.6 实际样品分析
§7.4 结论
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学DNA生物传感器研究的应用进展[J]. 黄强,刘红英,方宾. 化学进展. 2009(05)
本文编号：3110293
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
本论文主要创新点
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 重金属离子污染的现状与危害
§1.3 重金属离子检测方法的研究与进展
1.3.1 光谱法检测重金属离子
1.3.1.1 原子吸收光谱法
1.3.1.2 原子发射光谱法
1.3.1.3 原子荧光光谱法
1.3.1.4 紫外可见分光光谱法
1.3.2 质谱法检测重金属离子
1.3.3 色谱法检测重金属离子
1.3.4 电化学法检测重金属离子
1.3.4.1 极谱法和伏安法
1.3.4.2 电位分析法
1.3.4.3 电导分析法
1.3.4.4 安培分析法
§1.4 重金属离子电化学传感器的研究进展
1.4.1 基于无机纳米材料重金属离子电化学传感器
1.4.1.1 金属及金属氧化物纳米材料
1.4.1.2 碳纳米材料
1.4.1.2.1 碳纳米管
1.4.1.2.2 石墨烯
1.4.1.3 介孔硅材料
1.4.1.4 其它无机纳米材料
1.4.2 基于有机材料重金属离子电化学传感器
1.4.2.1 有机小分子
1.4.2.2 有机聚合物
1.4.3 基于生物材料重金属离子电化学传感器
1.4.3.1 多肽及蛋白质
1.4.3.2 酶
1.4.3.3 功能核酸
2+-T"> 1.4.3.3.1 T-Hg2+-T
1.4.3.3.2 核酸酶
1.4.3.3.3 核酸适配体
1.4.3.3.4 G-四联体
1.4.3.4 细胞及微生物
§1.5 电化学检测重金属离子技术的发展趋势
§1.6 本论文的出发点和主要工作
参考文献
第二章 氮掺杂多孔碳-离子液体电化学传感器的构建及对镉离子的检测
摘要
§2.1 引言
§2.2 实验部分
2.2.1 试剂及仪器
2.2.2 N@MOG-C的制备
2.2.3 电化学检测步骤
§2.3 结果与讨论
2.3.1 PPy@MOG与N@MOG-C的表征
2.3.2 N@MOG-C修饰电极的电化学表征
2.3.3 条件优化
2.3.4 分析性能
2.3.5 抗干扰能力、重现性与稳定性
2.3.6 实际水样中Cd（Ⅱ）的检测
§2.4 结论
参考文献
第三章 高负载铋纳米粒子的多孔碳/石墨烯纳米复合材料的合成与重金属离子高灵敏的电化学检测
摘要
§3.1 引言
§3.2 实验部分
3.2.1 试剂及仪器
3.2.2 NPCGS与BiNPs@NPCGS的制备
2+与Cd2+"> 3.2.3 电化学检测Pb2+与Cd2+
3.3.1 NPCGS与BiNPs@NPCGS的表征
3.3.2 BiNPs@NPCGS修饰电极的电化学表征
3.3.3 条件优化
3.3.4 分析性能
3.3.5 抗干扰能力、重现性及稳定性
3.3.6 实际样品分析
§3.4 结论
参考文献
第四章 基于单金属离子诱导的DNA三向接合特殊结构分析平台实现汞离子高灵敏电化学检测
摘要
§4.1 引言
§4.2 实验部分
4.2.1 试剂及仪器
4.2.2 电化学传感器的制备
2+
§4.3 结果与讨论
4.3.1 电化学传感器的表征
4.3.2 DNA-TWJ结构的电分析性能
4.3.3 条件优化
4.3.4 传感器的有效面积
4.3.5 捕获探针的表面密度
2+
4.3.8 实际样品分析
§4.4 结论
参考文献
第五章 基于卟啉金属有机框架模拟酶增敏的核酸酶探针的设计与铅离子高灵敏电化学检测
摘要
§5.1 引言
§5.2 实验部分
5.2.1 试剂及仪器
n-MOF的制备"> 5.2.2 （Fe-P）n-MOF的制备
n-MOF探针的制备"> 5.2.3 GR-5/（Fe-P）n-MOF探针的制备
5.2.4 电化学传感器的制备
2+
§5.3 结果与讨论
n-MOF的表征"> 5.3.1 （Fe-P）n-MOF的表征
n-MOF模拟酶的催化性能"> 5.3.2 （Fe-P）n-MOF模拟酶的催化性能
n-MOF模拟酶的稳定性"> 5.3.3 （Fe-P）n-MOF模拟酶的稳定性
5.3.4 传感器的可行性分析
5.3.5 条件优化
5.3.6 电化学传感器的分析性能
5.3.7 传感器的选择性
5.3.8 土壤样品分析
§5.4 结论
参考文献
第六章 基于核酸适配体结构转变构建的亚砷酸盐电化学检测方法
摘要
§6.1 引言
§6.2 实验部分
6.2.1 试剂及仪器
6.2.2 As（Ⅲ）电化学生物传感器的制备
6.2.3 电化学检测As（Ⅲ）
6.2.4 圆二色谱
§6.3 结果与讨论
6.3.1 可行性分析
6.3.2 条件优化
6.3.3 电化学生物传感器的分析性能
6.3.4 选择性、重现性与稳定性
6.3.5 实际样品分析
§6.4 结论
参考文献
第七章 基于铜离子催化氧化半胱氨酸调控银纳米粒子组装的铜离子电化学检测方法
摘要
§7.1 引言
§7.2 实验部分
7.2.1 试剂及仪器
7.2.2 DSP-AuNPs的制备
7.2.3 AgNPs的制备
7.2.4 传感器的制备
2+
7.3.1 DSP-AuNPs与AgNPs的表征
7.3.2 化学传感器的表征
7.3.3 条件优化
7.3.4 电化学传感器的分析性能
7.3.5 选择性、再生性及稳定性
7.3.6 实际样品分析
§7.4 结论
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学DNA生物传感器研究的应用进展[J]. 黄强,刘红英,方宾. 化学进展. 2009(05)
本文编号：3110293
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3110293.html
