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17β-雌二醇(E2)是一种广泛存在于人体和哺乳动物体内的内分泌雌激素,能够增加动物的生长速度、提高瘦肉度含量、提升奶牛的产奶量,因而被广泛使用在人工养殖领域。仅仅ng L-1级别的E2残留量就会诱导一系列的疾病(如:性早熟、卵巢癌、乳腺癌等),因此建立高效、灵敏、快速的检测方法用于 E2残留的检测具有重要意义。本论文以制备的金属氧化物/氮杂类石墨烯基纳米复合材料为载体,固定 E2适配体,结合光电化学(PEC)或电化学发光(ECL)传感技术,实现了对E2残留的快速灵敏检测。主要研究工作如下: 1、采用一步热处理法制备了不同氮杂石墨烯(NG)含量的α-Fe2O3/NG纳米复合材料。结果表明,15% NG掺杂量的复合材料中α-Fe2O3尺寸最小,光电活性最高,其光电流响应值是α-Fe2O3单体的3.3倍,且NG的引入,显著增强了α-Fe2O3的电子传递能力。以对苯二酚(HQ)为模型检测物,考察了α-Fe2O3/NG为敏感材料的 PEC传感平台性能。研究发现,在可见光的照射下,HQ能够被α-Fe2O3光生空穴氧化成对苯二醌,促进电子-空穴对的有效分离,增强光电流信号响应。光电流强度与HQ浓度在3.0 nmol L-1到3.3μmol L-1范围内呈现良好的线性关系,检出限为1.0 nmol L-1(S/N=3)。该传感器具有良好的稳定性和灵敏度,可应用于实际样品中HQ的检测分析。α-Fe2O3/NG良好的光生电子-空穴对分离效率,为后续适配体电化学传感平台的构建提供实验依据。 2、将15%NG掺杂量的α-Fe2O3/NG与晶种生长法制得的纳米金棒(AuNRs)超声混合,构建了AuNRs-α-Fe2O3/NG纳米复合材料。研究发现,AuNRs的表面等离子体效应,提高了α-Fe2O3/NG可见光吸收能力,增强了其PEC性能,其光电流强度是α-Fe2O3/NG的1.6倍。结合具有特异性识别能力的E2适配体,并基于适配体与 E2的识别作用引起的构象变化,脱离电极表面的原理,分别以AuNRs-α-Fe2O3/NG和α-Fe2O3/NG构建PEC传感界面。结果表明,前者具有更高的灵敏度:相同浓度的 E2,前者光电流变化量是后者的2.3倍。在优化条件下,该传感器的检测线性范围为1×10-15~1×10?9 mol L-1,检出限为0.33 fmol L-1(S/N=3),具有优异的选择性和稳定性,可用于奶粉中E2的超灵敏检测。 3、通过热处理法制备了不同Eu2O3含量的Eu2O3/g-C3N4纳米复合材料,结果表明,0.3 wt% Eu2O3掺杂量的纳米复合材料 ECL信号最强,其发光强度是g-C3N4单体的2.8倍,且发光起始电位正移了420 mV。进一步通过g-C3N4与适配体分子间的π-π共轭作用固载E2适配体构建传感界面,并基于E2与适配体特异性结合产生的位阻效应降低ECL发光信号的原理,建立了灵敏、快速检测E2的 ECL适配体传感器。在优化条件下,该传感器的检测线性范围为1×10-14~1×10?8 mol L-1,检出限为3.33 fmol L-1(S/N=3)。