基于纳米颗粒的传感器用于乐果和重金属离子的检测研究

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近年来,农药和重金属离子污染问题对人类的生存环境和身体健康造成了严重的危害,因此对农药和重金属离子进行快速、实时和灵敏检测具有重要的意义。由于纳米颗粒特有的物理化学性质以及易于设计成信号放大策略等特点,基于纳米颗粒的传感器在农药和重金属离子检测方面发挥着越来越重要的作用。然而,目前基于纳米颗粒的传感平台大多采用单一信号输出的模式,其结果易受外界因素干扰;并且对多个目标的识别仍存在一定的挑战。针对以上挑战,本论文利用聚多巴胺纳米颗粒的光热和荧光性质,以及铂纳米颗粒的类过氧化物酶活性构建了新型的检测有机磷农药(Ops)或重金属离子的传感器。具体内容如下:1.基于聚多巴胺纳米颗粒的双模式输出信号传感器用于有机磷农药乐果的检测研究以有机磷农药乐果为模式分子,基于Ops对碱性磷酸酶(ALP)活性的抑制作用,结合聚多巴胺纳米颗粒良好的光热和荧光性质,发展一种检测有机磷农药的荧光和温度双信号输出的传感平台。该双模式输出传感方法对乐果的检测限均为0.1μM,可满足实际环境检测的需求。同时,自来水中乐果的加标回收率为99.4–107.6%。相比传统的单信号输出方法,双模式输出信号分析方法可有效降低环境因素的干扰,从而提高实验结果的准确性。该工作有望构建有机磷农药检测的通用平台。2.基于聚合物修饰的铂纳米颗粒用于重金属离子的识别研究利用三种聚合物修饰的铂纳米颗粒的类过氧化物酶活性构成铂纳米酶传感阵列,基于聚合物与重金属离子的相互作用构建一种用于识别多种重金属离子的比色传感阵列。通过主成分分析得出,该传感阵列可以对5种重金属离子(Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+)进行区分,还可以识别不同浓度的四种重金属离子(Cu2+、Co2+、Zn2+、Cr3+)。此外,该传感阵列对两种重金属离子混合物(Cu2+/Co2+和Zn2+/Ni2+)具有良好的识别能力。该方法具有耗时短、操作简便和成本低的优点,有望为多种重金属离子的识别提供新的策略。
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