【摘 要】
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近几十年来,随着社会经济的蓬勃发展和人们生活水平的持续提高,人们对食品、药品安全问题的关注日益增强,假冒伪劣药物及药物滥用对人们的身体健康造成严重的威胁,因此对药物成分的精准、高效分析检测关乎人们的身体健康和社会和谐安定。传统检测手段(如色谱法、光谱法及电泳法等)设备昂贵、前处理复杂、成本高、速度慢,往往消耗大量人力、物力和时间。电化学传感分析检测技术具有高灵敏度、快速响应性、高稳定性、易于小型化
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近几十年来,随着社会经济的蓬勃发展和人们生活水平的持续提高,人们对食品、药品安全问题的关注日益增强,假冒伪劣药物及药物滥用对人们的身体健康造成严重的威胁,因此对药物成分的精准、高效分析检测关乎人们的身体健康和社会和谐安定。传统检测手段(如色谱法、光谱法及电泳法等)设备昂贵、前处理复杂、成本高、速度慢,往往消耗大量人力、物力和时间。电化学传感分析检测技术具有高灵敏度、快速响应性、高稳定性、易于小型化等优点,广泛应用于食品、药品、环境等分析检测领域。电化学传感器的性能取决于电极修饰材料及电极催化表面结构的构筑。过渡金属化合物/碳复合材料具有高的催化活性、高导电性、大比表面积、良好的稳定性、经济易得等特点,是具有广阔应用前景的电极修饰材料。本文设计制备了三种不同过渡金属化合物/碳复合材料,分别构筑了三种修饰传感器电极,Ti3C2TX/MWCNTs/GCE、MoS2/rGO/GCE、CuInSe2/Carbon Sphere/GCE,并分别实现了对吗啡(MOP)、对乙酰氨基酚(ACOP)和多巴胺(DA)三种目标检测物的高灵敏检测。主要内容及结论如下:1.采用氢氟酸(HF)刻蚀原相Ti3AlC2的方法制备了过渡金属碳化物(MXenes)Ti3C2TX,将MWCNTs进行酸化处理,采用超声机械混合法制备Ti3C2TX和MWCNTs复合材料,利用滴铸法构筑了Ti3C2TX/MWCNTs/GCE修饰电极,并进行MOP分析检测。结果表明,Ti3C2TX具有类手风琴结构,其表面含有大量的-OH,-F和=O官能团,有助于将MOP待测物吸附到电极表面。同时,这些官能团能够与MWCNTs表面的官能团发生相互作用,加速待测物与传感界面的电子传输,提升复合材料的电导率。在最优条件下,Ti3C2TX/MWCNTs/GCE传感电极表现出良好的检测性能。使用CV、DPV、EIS等电化学测量方法来研究Ti3C2TX/MWCNTs/GCE传感平台的电化学性能。线性检测范围为0.01~100μM,检测限为0.0092μM(S/N=3)。该传感器具有良好的稳定性、可重复性和抗干扰性。2.以Na2MoO4为钼源,L半胱氨酸(L-Cysteine)为硫源,采用一步水热法制备了MoS2/rGO复合材料,利用滴铸法构筑了MoS2/rGO/GCE传感电极,对ACOP进行了分析检测。研究结果发现,纳米花球状MoS2原位均匀生长在褶皱的rGO纳米片上,大大增加了修饰电极表面积和反应活性位点;MoS2与rGO之间的相互作用,有利于提升电化学催化反应速率。电化学测试结果表明,该传感器MoS2/rGO/GCE对ACOP显示出良好的检测结果,具有较宽的线性范围(0.005~300μM)和较低的检测限(0.0017μM,S/N=3)。传感器具有良好的稳定性,可重复性和抗干扰性。3.以葡萄糖为前体,通过一步溶剂热法制备了CuInSe2/Carbon Sphere复合材料,并通过滴铸法构筑了CuInSe2/Carbon Sphere/GCE传感器电极用于DA分析检测。结果表明,在碳球上均匀生长了二维花瓣状结构CuInSe2,这种结构增加了反应活性面积和活性位点数量,有利于提高电化学催化反应速率。Cu的氧化还原可调性,提高了DA在电极表面的吸附作用和氧化还原速率,从而降低了氧化还原电位,提高了传感器的灵敏度。电化学测试结果表明,CuInSe2/Carbon Sphere/GCE传感器对DA具有较高的电催化活性,线性范围为1~800μM,检测限为0.59μM(S/N=3)。
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