本文選題：導(dǎo)電高分子 + 高分子復(fù)合材料　； 參考：《蘭州大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：將高分子與無機(jī)納米粒子進(jìn)行復(fù)合,構(gòu)建的電化學(xué)生物傳感器,可以結(jié)合高分子生物相容性好、穩(wěn)定性高、選擇性優(yōu)良,和無機(jī)納米粒子比表面積大、電化學(xué)活性強(qiáng)的優(yōu)勢,對提高傳感器的性能有著巨大的意義。本論文基于高分子-無機(jī)納米粒子制備出一系列具有優(yōu)良導(dǎo)電性和高電化學(xué)催化活性的復(fù)合材料,進(jìn)而構(gòu)建出多種電化學(xué)生物傳感器,用于多巴胺和葡萄糖的電化學(xué)檢測。采用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)、循環(huán)伏安法(CV)、脈沖伏安法(DPV)、計時電流法(i-t)等對所得傳感器的結(jié)構(gòu)、形貌及性能進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)PPy/Fe_3O_4及Fe_3O_4@MOFs修飾的石墨烯復(fù)合材料用于構(gòu)建多巴胺電化學(xué)傳感器將對甲苯磺酸(p-TSA)摻雜的聚吡咯(PPy)納米微球修飾在還原的氧化石墨烯納米片(rGO)上,首先用溶劑熱法制備了Fe_3O_4/rGO,之后利用吡咯單體在Fe_3O_4納米粒子表面聚合,以p-TSA作為摻雜劑,反應(yīng)得到doped-PPy/Fe_3O_4/rGO復(fù)合材料。此外,利用鋅離子MOFs(ZIF-8)在Fe_3O_4/rGO表面自組裝,制備得到Fe_3O_4@ZIF-8/rGO。利用它們對玻碳電極表面進(jìn)行改性,得到兩種新型的多巴胺電化學(xué)生物傳感器,doped-PPy/Fe_3O_4/rGO/GCE對多巴胺檢測的線性范圍為7×10-9~2×10~(-6) M,檢出限為2.33×10-9 M(S/N=3);Fe_3O_4@ZIF-8/rGO/GCE對多巴胺檢測的線性范圍為2.0×10-9~1.0×10~(-5),檢出限為6.67×10-10 M(S/N=3)。它們同樣對多巴胺有良好的選擇性,可以在抗壞血酸和尿酸的存在下進(jìn)行實驗,在實際樣品中也有良好的檢測性和可靠性。(2)Fe_3O_4/PPy@MOFs納米復(fù)合材料用于構(gòu)建葡萄糖電化學(xué)傳感器在酸性條件下,利用吡咯單體在Fe_3O_4納米粒子表面聚合,得到Fe_3O_4/PPy磁性納米復(fù)合粒子,再將MOFs(ZIF-8)通過自組裝作用結(jié)合在PPy表面,得到一種具有大的比表面積和良好導(dǎo)電性的磁性納米復(fù)合材料,Fe_3O_4/PPy@ZIF-8。得益于MOFs優(yōu)異的比表面積和孔體積,可以將葡萄糖氧化酶(GOx)高效的固定在該復(fù)合材料上,用于構(gòu)建葡萄糖電化學(xué)生物傳感器。改性電極后,得到的GOx/Fe_3O_4/PPy@ZIF-8/GCE傳感器對葡萄糖有著非常靈敏的電化學(xué)響應(yīng)性,有著寬的檢測線性范圍(1×10~(-6)~2×10~(-3) M)和低的檢出限(0.33×10~(-6) M),也可對實際樣品中的葡萄糖進(jìn)行檢測。(3)聚多巴胺/MOFs復(fù)合微囊用于構(gòu)建葡萄糖電化學(xué)傳感器利用模擬酶ZIF-8與葡萄糖氧化酶(GOx)組成的多酶體系構(gòu)建新型葡萄糖電化學(xué)生物傳感器。以CaCO3微球為模版制備的聚多巴胺(PDA)/ZIF-8生物微囊,既可以作為高效無毒的載體固定化GOx,也因ZIF-8而具有過氧化氫模擬酶的性質(zhì)。將rGO結(jié)合在PDA/ZIF-8生物微囊上以加快電子在微囊與電極之間的傳遞速度。改性電極后,得到的GOx/PDA/ZIF-8@rGO/GCE傳感器對葡萄糖有著優(yōu)異的檢測性能,檢測的線性范圍有兩段,分別為1×10~(-6)~1.2×10~(-3) M和1.2×10~(-3)~3.6×10~(-3) M。此外,復(fù)合微囊對固定的葡萄糖氧化酶有很好的保護(hù)作用,增加了該傳感器的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性能,對實際樣品中葡萄糖的檢測結(jié)果也較為準(zhǔn)確。(4)電沉積Mn_2O_3/Ni(OH)_2修飾SPI/rGO膜用于構(gòu)建葡萄糖電化學(xué)傳感器在磺化聚酰亞胺/石墨烯(SPI/rGO)復(fù)合膜上,電沉積Mn_2O_3/Ni(OH)_2合金納米復(fù)合材料,得到無酶的葡萄糖電化學(xué)傳感器,SPI/rGO-Mn_2O_3/Ni(OH)_2。首先,使用脈沖-可逆電位法,將Mn_2O_3納米棒電沉積在SPI/rGO復(fù)合膜上,再將Ni(OH)_2納米粒子也電沉積在膜表面,得到SPI/rGO-Mn_2O_3/Ni(OH)_2。得益于Mn_2O_3/Ni(OH)_2高效的電化學(xué)催化活性和SPI/rGO復(fù)合膜優(yōu)良的導(dǎo)電性和電子傳遞能力,制備得到的無酶葡萄糖電化學(xué)傳感器有著優(yōu)異的檢測性能。加之高分子復(fù)合膜出色的穩(wěn)定性,增加了傳感器的重復(fù)使用性能,長期存放后,依然對葡萄糖溶液可進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。
[Abstract]:The structure , morphology and properties of the sensor were studied by means of TEM , SEM , FTIR , DPV and i - t . The results were as follows : ( 1 ) PPy / Fe _ 3O _ 4 and Fe _ 3O _ 4 @ MOFs modified graphene composite materials were used to prepare Fe _ 3O _ 4 / Fe _ 3O _ 4 / rGO composites . The detection limit was 2.33 脳 10 - 9 M ( S / N = 3 ) . The detection limit was 6.67 脳 10 - 10 M ( S / N = 3 ) .

【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB332;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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1 李倩倩;黃健涵;劉素琴;關(guān)魯雄;黃可龍;;對甲苯磺酸摻雜聚吡咯的合成、表征及其對金屬鎂的防腐蝕性能研究[J];化學(xué)學(xué)報;2008年05期

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本文編號：1761682