碳材料修饰电极快速检测硫化氢和亚硝酸盐及其在食品检测中的应用研究

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电化学分析方法是一类基于电与化学反应之间的关系对物质进行定性和定量检测的一类仪器分析方法,其具有选择性好、灵敏度高、价格低廉且易于微型化和自动化等优点。硫化氢(H2S)和亚硝酸盐(nitrite)作为食品保藏中常用的无机物,在日常生活中会经常接触,其危害性也受到了越来越多的关注,所以对其进行快速有效的检测时十分必要的,。本文主要以H2S和亚硝酸盐为研究对象,分别采用了丝网印刷电极(screen-printed electrode, SPE)和玻碳电极(glassy carbon electrode, GCE)作为基础电极,利用电化学分析方法对其进行快速检测。本论文主要包括以下工作:1.基于丝网印刷电极快速检测硫化氢以丝网印刷电极为基础电极,铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液为电子媒介体,采用示差脉冲伏安法研究硫化氢在丝网印刷电极上的电化学响应。当硫化氢浓度在3.16×10-6~1×10-3 M范围内时,其浓度的对数与反应产生的峰电流成线性关系,响应电流i与硫化氢浓度对数C满足线性方程I=-0.0403C+0.1838,线性相关系数R=0.998,最低检测限为5.889×10-8M。该方法可用于实际检测植物细胞中的硫化氢含量。2.基于茜素(Az)-还原氧化石墨烯(rGO)修饰玻碳电极快速检测硫化氢本文介绍了一种利用茜素复合还原氧化石墨烯快速检测硫化氢的新方法,组装而成的Az/rGO/GCE传感器对硫离子显示出了明显的催化氧化活性。在0.2MpH=7的磷酸盐缓冲液中,利用循环伏安法测得在+565mv处出现阳极峰,且峰电流和硫离子浓度呈正相关,线性区间为:0.002-3.28 mM,线性相关系数为0.996,最低检测限为:1μM,该方法主要用于使用硫化氢预处理过的水果中硫离子的检测。3.基于牛血红蛋白修饰玻碳电极快速检测亚硝酸盐本文利用牛血红蛋白(hemoglobin, Hb)与纳米金-还原氧化石墨烯(gold nanoparticles-reduced graphene oxide, AuNPs-rGO)结合修饰的玻碳电极对亚硝酸盐进行检测,通过血红蛋白对亚硝酸根(N02)进行氧化得到高铁血红蛋白和N03-所产生的直接电子转移信号来对N02进行定性和定量的检测。将AuNPs-rGO复合物修饰在玻碳电极表面,干燥后再将Hb修饰上去组装成Hb/AuNPs-rGO/GCE传感器,在上述修饰电极上涂上8μL浓度为0.5%的Nafion,干燥后形成Nafion膜,即形成Nafion/Hb/AuNPs-rGO/GCE传感器。通过研究发现,该电极对亚硝酸盐进行CV检测时有良好的选择性和灵敏度,且具有较宽的线性检测范围:05^iM-100μM,峰电流与硝酸盐浓度符合线性方程:Ip= 0.0369 C (NO2-)+0.2245 (R= 0.992),最低检测限为0.1μM,该方法简单、快速、灵敏,可用于环境和食品中的亚硝酸盐的检测。
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