基于絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備絲網(wǎng)印刷碳漿電極具有速度快、可批量生產(chǎn)且制作成本較低等特點,在電化學傳感領域有廣泛的應用前景。然而,采用傳統(tǒng)石墨粉碳漿制備的絲網(wǎng)印刷電極難以滿足高靈敏電化學傳感檢測的要求,有必要對絲網(wǎng)印刷碳漿電極進行修飾改性,以提高電極的電化學性能。本論文利用納米材料和導電聚合物制備了改性絲網(wǎng)印刷碳漿(CP)電極,將其用作有機電化學晶體管(OECTs)柵極和傳統(tǒng)三電極體系的工作電極,開展了基于OECTs的納米材料影響細胞活性研究和重金屬離子(鉛和鎘)的溶出伏安法檢測研究。主要工作如下:1.以石墨粉碳漿Electrodag 581ss為基礎,在PET基底上制備了CP電極,將其用作OECTs源、漏極和柵極基底;利用聚3,4-乙基二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作為半導體材料,制備了 OECTs器件。在CP柵極表面修飾MWCNTs并電沉積Pt NPs,獲得了 Pt NPs/MWCNTs/CP改性絲網(wǎng)印刷電極。詳細研究了 OECTs在細胞培養(yǎng)介質(zhì)(RPMI 1640)中的響應特性。結(jié)果表明:修飾MWCNTs和PtNPs極大提高了 CP電極電化學性能(電子轉(zhuǎn)移電阻約380 Ω);以此電極作為OECTs器件柵極在PBS和RPMI 1640中有靈敏的調(diào)控特性;且器件在RPMI1640中具有較好的測試穩(wěn)定性。OECTs源漏電流-時間(IDS-t)測試表明RPMI 1640中電活性物質(zhì)可導致IDS改變。但以RPMI1640為電解液時,此種干擾可作為背景電流扣除。2.將上述OECTs器件與Transwell結(jié)合,利用OECTs檢測Transwell中HeLa細胞受fMLP多肽誘導所產(chǎn)生的H202,以實現(xiàn)基于OECTs的細胞活性檢測;對細胞培養(yǎng)時間和接種數(shù)目等進行了優(yōu)化。利用此方法評價了 AuNPs和石墨烯對HeLa細胞活性的影響;并與WST-8檢測結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明:以PtNPs/MWCNTs/CP電極作為OECTs柵極對H202響應靈敏;在優(yōu)化的條件下,HeLa細胞與一定濃度Au NPs或石墨烯共培養(yǎng)后,OECTs源漏電流絕對值降低,說明HeLa細胞活性減小。這與WST-8實驗結(jié)果趨勢一致,說明OECTs與Transwell結(jié)合可用于評價納米材料對細胞活性的影響。3.利用MWCNTs和PEDOT:PSS對碳漿進行改性,制備了改性碳漿絲網(wǎng)印刷電極,對MWCNTs摻雜量進行了優(yōu)化。采用循環(huán)伏安法(CV)對此改性電極的電化學性能進行了表征。將MWCNTs-PEDOT:PSS/CP電極用于鉛和鎘重金屬離子的溶出伏安檢測,對檢測條件如pH值和差分脈沖伏安參數(shù)等進行了優(yōu)化。結(jié)果表明:在優(yōu)化的實驗條件下,此改性電極的氧化/還原峰電位差約為160 mV(以鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀為探針);且CV測試穩(wěn)定性好。鉛離子的檢測線性范圍為0.1μgL-1～80μgL-1(R2 = 0.9991),檢測下限為0.043μg L-1,靈敏度為0.06917μA μg-1 L;鎘離子的檢測線性范圍為2μtg L-1～50μgL-1(R2 = 0.9902),檢測下限為0.44μgL-1,靈敏度為 0.04061 μAμg-1 L。
【學位單位】：湖南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O657.1
【部分圖文】：

４Ｊ．５?ＰＪＥＤＯＴ：ＰＳＳ和ＭＷＣＮＴｓ共改性ＣＰ工作電極對鉛和鎘離子的檢??測??圖４－６為鉛和鎘的差分脈沖陽極溶出伏安圖。如圖所示，在沉積電位為－１．１??Ｖ，振幅為０．０５?ｓ，脈沖寬度為０．０５?ｓ，脈沖時間為０．２?ｓ，沉積時間為５００?ｓ，醋??４３??
【參考文獻】

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本文編號：2870034