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重金属与酚类有机污染物都是我国确定的水中优先控制的污染物。它们具有高毒性,例如镉与人体DNA结合会造成其损伤,导致一些疾病的发生,严重的还可能有对生命造成威胁。酚类可致癌、致突变及生殖毒性。因此对重金属及酚类污染物的监测十分重要。生物传感器具有简便、快速、灵敏、准确、选择性好等优点,易于实现自动化与在线监测。 本文采用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)与DNA的层层自组装构建了DNA传感器,对于由金属离子铁(Ⅱ)与H2O2组成的Fenton试剂导致的DNA的损伤开展了研究;利用贵金属纳米粒子与碳纳米管等材料构建了电化学传感器,建立了检测水中酚类污染物的分析方法;另外还利用聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)构建了Cd2+电化学传感器,主要研究内容如下: 1.利用带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和带负电荷的小牛胸腺双链DNA(CT-dsDNA)之间的静电吸引作用,将其层层自组装至玻碳电极表面,制备了DNA生物传感器。分别利用原子力显微镜和电化学方法对电极上固定的DNA进行了表征,并采用Ru(bpy)32+作为电化学催化剂,检测了Fenton反应对DNA的损伤。可检测到的Fenton试剂浓度为5.0×10-5mol/L FeSO4/2.0×10-4mol/L H2O2。 2.通过在碳纳米管修饰的玻碳电极表面电沉积纳米金颗粒,并利用蚕丝蛋白对酪氨酸酶的非特性吸附将其固定在纳米金表面,制备了可用来检测酚类污染物的酪氨酸酶生物传感器,并对pH、酶用量、碳纳米管和金负载量等实验条件进行了优化,在最佳实验条件下,利用该传感器测定双酚A、苯酚、邻苯二酚、对苯二酚的线性范围分别为2.0×10-7~8.0×10-6mol/L、4.0×10-7~8.0×10-6mol/L、2.0×10-7~6.0×10-6mol/L、2.0×10-7~8.0×10-6mol/L,线性相关系数分别为0.9991、0.9982、0.9976、0.9973,最低检测限均为1.0×10-7mol/L。 3.通过在玻碳电极表面滴涂PSS,制备了用于检测Cd2+离子的PSS膜修饰电极。利用循环伏安法研究了Cd2+在PSS膜修饰玻碳电极上的电化学行为,并对PSS用量、富集时间、pH等条件进行了优化。在优化条件下,Cd2+的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-6~8.0×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数γ=0.9994,检出限为6.0×10.7mol/L。 本论文考察了以上三种电化学传感器与生物电化学传感器应用于不同污染物的检测的可行性,实验结果表明,上述三种传感器具有响应速度快、灵敏度高、重现性好等优点,在环境污染物的快速检测方面具有良好的应用前景。