酸氧化碳布基盐酸多巴胺电化学传感器的构建

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zy2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
盐酸多巴胺(DAH)是多巴胺的盐酸盐,是一类具有一定的α-受体和β-受体激动作用的β-兴奋剂类药物。将其添加到饲料中能提高家畜瘦肉率及饲料转化率,但其存在较大的食品安全风险,因此被包括我国在内的多个国家禁止在可食用动物的饲料及饮水中使用。为确保食品的安全健康、维护人民群众的生命安全,亟需建立快速高效的DAH检测方法用以对其含量进行及时有效的检测。而当前所使用的DAH检测方式需要使用价格昂贵的大型仪器,很难做到现场快速检测。因此,本研究旨在建立一种高效准确的方法用于饲料及饮水中DAH的快速检测。在目前电化学领域使用的电极材料中,碳布(CC)是一种成本低廉的碳基材料,其具有良好的导电性和机械强度,且其纤维状结构可以提供丰富的电催化活性位点。除此之外,CC还具有柔性自支撑特点,能适用于复杂的检测环境。然而,CC的疏水性在很大程度上阻碍了它的进一步应用。而在基于CC的改性电极材料制备中,杂原子掺杂和引入基团(如含氧基团、氨基)能够有效改变其相关的理化特性、改善其电化学性能。考虑到以上方面,本试验将CC作为电催化剂构建了DAH电化学传感器并进行相关探究,主要研究内容及结果如下:(1)酸氧化改性碳布的制备及表面特征分析。本章试验通过简单的一步酸氧化处理制备了表面氧化功能化碳布(AOCC),并通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射光谱(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱等表征手段对AOCC的表面形貌及化学组成进行探究。SEM图像表明即使在经过长时间的浓硝酸氧化处理后,CC仍然能够保持其整体结构,表面的大量褶皱和凸起也能得到较好的保留。XPS和EDX结果表明酸氧化处理后表面仅存在C和O元素,没有引入其他无关元素,也没有其他元素的残留。XRD结果表明,经过高温酸氧化处理后的AOCC仍具有碳材料的典型晶体特征。拉曼光谱结果表明,酸氧化处理改变了CC的缺陷程度,导致其石墨化程度降低,结构更加无序。XPS O1s谱图显示酸氧化处理后,CC表面含氧量显著增加,不同含氧基团(-COOH、-C-OH和-C=O)的含量都有一定程度的增加,其中C-OH在氧含量的上升中占主导地位。此外,通过对材料表面水接触角的测试发现,经过酸氧化处理的AOCC表面具有较好的亲水性。(2)AOCC电极的电化学性能及对DAH的电化学氧化过程探究。酸氧化过程带来的表面化学组成、缺陷程度等方面变化会对CC的电化学性能产生相应的影响。本章试验通过交流阻抗(EIS)、循环伏安法(CV)等电化学方法对氧化处理前后CC的电子转移速率、表面电化学特性变化以及电化学活性面积(ECSA)进行了研究。此外,利用CV对DAH的具体电化学氧化过程及反应动力学进行了探究。通过分析CC、乙醇处理碳布(ETCC)以及AOCC在[Fe(CN)6]3-/4-中的EIS图谱可以发现,酸氧化处理能够显著提高CC的电子转移速率。由在三种不同氧化还原探针([Fe(CN)6]3-/4-、[Ru(NH3)6]2+/3+、Fe2+/3+)中的CV曲线计算得到的非均相反应速率常数(k0)及?Ep表明,AOCC的电子态密度发生了改变,电子转移速率提高,这可能与酸处理后亲水性的变化及由此导致的表面相互作用的改善有关。通过分析不同电极材料在非法拉第区域的CV曲线,进一步证明了酸氧化处理可以有效增大CC的双电层电容,使AOCC具有大幅提高的ECSA。此外,本试验对DAH在电化学氧化中的具体反应过程进行探究,明确了反应中涉及的主要氧化产物以及对应的氧化峰位置。对AOCC在DAH氧化中的反应动力学过程的研究表明,DAH在AOCC表面的反应过程是表面扩散控制过程,有利于电化学传感中的定量测量,使其在DAH的电化学传感中有着较大的潜力。(3)AOCC基DAH电化学传感器的构建。以AOCC为工作电极,构建AOCC基DAH电化学传感器,并通过线性扫描伏安法(LSV)对该传感器在DAH电化学检测中的线性范围、灵敏度、检出限、抗干扰能力、重复性以及稳定性等主要参数进行了评估,结果表明,该传感器具有宽线性范围(0.1~104.5μM)、高灵敏度(9320μA m M-1cm-2)以及低检测限(10 n M)。在选择性评估中,该传感器在葡萄糖、蔗糖、抗坏血酸等常见干扰物的存在下,也显示出优异的抗干扰能力。此外,在对传感器重复性和稳定性的评估中,AOCC不仅显示出良好的重现性,而且在连续测量和长期使用中都表现出较好的稳定性。最后,将该AOCC基DAH电化学传感器应用于模拟样品及实际样品的DAH检测中,也得到了令人满意的回收率,说明其能够应用于实际样品中DAH的快速检测。
其他文献
我国现已成为世界上黑木耳的主要出口国与消费国,然而木耳的质量安全性一直是我国木耳走向国际市场的最大障碍,镰刀菌是木耳在栽培和生产过程中的常见病原菌,严重影响木耳的品质与安全性。建立一种实时现场快速的识别检测与控制技术是产业急需。本研究以木耳为载体,以木耳中的镰刀菌为目标菌株,建立了基于傅里叶变换红外光谱技术(FT-IR)和傅里叶变换近红外光谱技术(FT-NIR)的木耳中镰刀菌的快速识别检测方法,通
学位
3-5μm中红外波段波长可切换激光器可以输出波长可切换激光,能够同时适应不同需求,在生物、化学探测等领域有重要应用。为实现中红外波段的可切换激光输出,本论文开展近红外波长切换激光实现中红外波长可切换激光相关研究,主要内容包括:一、提出了通过功率调制实现波长调制的中红外波长可切换方案。利用拉曼效应,在高泵浦功率下输出拉曼光,低泵浦功率下输出基频光。以此近红外波段波长可切换光源泵浦光参量振荡器(opt
学位
姜黄素(Curcumin,Cur)是一种天然多酚,具有抗氧化、抗炎、神经保护和心脏保护等作用,已被广泛用作抗氧化剂和免疫调节剂。然而姜黄素水溶性差、稳定性低,从而降低了其生物活性,限制了其在功能食品和保健品中的应用。食物来源的蛋白质及其水解物由于具有良好的生物相容性、生物降解性和低毒性而成为食品与医药领域递送系统设计的研究热点。乳铁蛋白肽具有重要的生理功能,研究表明超过60%的牛乳铁蛋白肽可以通过
学位
脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus spp.)是一类嗜酸耐热、产芽孢的革兰氏阳性细菌,其芽孢可以耐巴氏杀菌而存活,污染果汁后会产生愈创木酚等代谢产物,引起果汁口感及风味变差,对果汁加工及出口贸易产生严重影响。因此,本研究以4种合成酯类物质为基础材料,探究其在果汁中的抑菌效果,并对抑菌机制进行初步探究。旨在寻找一种低添加量、安全无毒、可替代传统化学防腐剂的合成类抑菌剂,实现其在果汁中有
学位
当今社会,互联网存在于我们生活的方方面面,其中充斥着各种各样的信息,产生了庞大的数据。聚类作为无监督的方法,能够发掘数据的内部结构和普遍规律而被深入研究。而在生活中产生的数据,包含很多冗余或错误的信息。使用深度方法能够从原始数据中提取到深度特征,这些深度特征能更好的用来获得数据的内在信息。生活中的数据来源往往并不单一,充分利用多视图之间的互补性,能够极大地提高聚类的性能。针对这些问题,本文对目前已
学位
随着医药卫生体制改革不断向纵深推进,我国现行的公立医院薪酬制度已经不能适应新时代改革发展形势的要求。本文对湖南省自2017年开展公立医院薪酬制度改革试点以来的改革成效进行了总结和分析,在此基础上给出针对性的对策建议,以期为“十四五”期间的薪酬制度改革提供参考和借鉴。论文对薪酬制度改革试点医院的薪酬指标变化及主要影响因素进行分析,并进一步探究影响试点医院员工薪酬满意度的因素。对试点医院的薪酬相关指标
学位
有机磷农药(Organophosphorus pesticide,OPPs)是农业生产中防治作物病虫害最常用的一类农药,其中草甘膦(Glyphosate,Gly P)由于其高效性和非选择性成为了发展最快、使用最广泛的除草剂之一。然而,草甘膦的不合理的使用带来的残留问题可通过食物链富集迁移至人体引发头晕、神经肌肉麻痹和多器官衰竭等。草甘膦的传统检测方法通常具有成本高、耗时和分析步骤严格等不足,相比之
学位
近些年来,在计算机视觉应用前景越来越广阔、高速计算技术发展越来越迅猛的大环境下,一大批多样化的传感器系统和效率精度更高的处理算法应运而生。为了减少二维图像处理过程中三维空间信息的损失,增加对客观世界的感知能力,计算机视觉已经从基于二维图像感知客观世界,逐渐向三维视觉获取、处理、分析、理解和认知世界发展。激光雷达、深度相机等三维传感器也已经由实验室走向工业化生产和人们的生活,激光雷达通过激光束对所在
学位
<正>中国传统绘画的特征之一是极其注重线条语言,这是因为“线”在传统中国绘画中不但作为造型的重要手段,并且通过线造型来进一步达到传神的目的。由此,线描成为中国绘画尤其中国人物画中极其重要又极为常见的艺术形式。长久以来,线描在中国画的学院派教学中被作为基础科目而备受重视。线描人物写生,顾名思义是指以毛笔勾线、
期刊
本文以激光安全销毁未爆弹药为背景,针对激光辐照未爆弹易产生爆炸从而对周围环境造成较大破坏效应难题,采用实验、数值模拟和理论研究相结合的方法研究了激光辐照未爆弹药结构模型时的响应机理及特性,主要工作如下:(1)建立了典型未爆弹药的金属/炸药结构模型,开展了激光辐照实验,采用热电偶测温方法,得到了复合结构金属和内部结构温度场的时空分布特性、金属的穿孔规律和复合结构的响应特性。(2)基于炸药平行层燃烧模
学位