论文部分内容阅读
金属有机框架（MOFs）材料由于具有大比表面积、超高孔隙率、丰富的活性位点等突出优点,使其在高性能电化学传感等领域得到越来越广泛的应用。本论文构置了基于七种以卟啉为配体的二维MOFs纳米材料的电化学传感器,建立了检测H2O2、DA、MNZ、LEV、TC、BPA及Pb2+的新方法。该论文可丰富电化学传感的原理与方法,亦可拓宽MOFs应用范围。该论文共分为三章,作者的主要贡献如下:1.基于二维MOFs及其衍生纳米材料的电化学传感方法研究构建了基于Ag NPs/Cu-TCPP、Au Cu/PPy/Cu-TCPP、CoxZn100-x-TCPP和Cu NPs/Cu-TCPP的H2O2、DA、MNZ、LEV、TC的电化学传感方法。研究表明,基于Ag NPs/Cu-TCPP构建的H2O2传感方法线性范围为3.70μmol·L-1-5.80 mmol·L-1,灵敏度为21.6μA(mmol·L-1)-1 cm-2,检出限为1.2μmol·L-1;基于PPy/Cu-TCP的H2O2传感方法线性范围为7.10μmol·L-1-24.10 mmol·L-1,灵敏度为35.0μA(mol·L-1)-1 cm-2,检出限为7 nmol·L-1。基于Co25Zn75-TCPP的DA电化学传感方法线性范围为5.00nmol·L-1-177.80μmol·L-1,检出限为2 nmol·L-1;基于Cu NPs/Cu-TCPP的TC传感方法线性范围为0.90μmol·L-1-888.90μmol·L-1,检出限为0.3μmol·L-1。两种H2O2传感方法相比,基于Au Cu/PPy/Cu-TCPP的传感方法的灵敏度提高1.6倍,检出限降低179.1倍;与相关电化学传感法相比,基于Au Cu/PPy/Cu-TCPP的传感方法检出限降低了一个数量级;基于Co25Zn75-TCPP的传感方法表现出优异的选择性,且线性范围扩大1.8倍;基于Cu NPs/Cu-TCPP的传感方法表现出宽线性范围和低检出限的优点,可用于检测蜂蜜、牛奶和血清中微量LEV、MNZ和TC。2.基于二维MOFs材料结合酶和DNA模拟酶的电化学生物传感方法研究构建基于Tyr@Cu-TCPP的BPA电化学生物传感方法。研究表明,Cu-TCPP不仅可组装大量的Tyr,亦能有效保持其结构完整性和生物活性,使Tyr@Cu-TCPP表现出明显提高的热稳定性、酸/碱耐受性和长期存储稳定性;且Cu-TCPP与BPA之间的π-π堆积有利于BPA在电极表面的富集。该传感方法测定BPA的线性范围为3.50nmol·L-1-18.90μmol·L-1,检出限为1 nmol·L-1。与相关研究相比,该传感方法表现出优异的稳定性和对BPA测定的特异性,线性范围拓宽18.3倍。构建了基于G-四链体-hemin/Cu-TCPP的H2O2电化学生物传感方法。研究表明,Cu-TCPP和G-四链体-hemin协同催化,使该方法呈现宽的线性范围:0.080μmol·L-1-0.11 mmol·L-1、0.11 mmol·L-1-0.91 mmol·L-1和0.91 mmol·L-1-8.10 mmol·L-1,灵敏度分别为2315.9、301.0和65.7μA(mmol·L-1)-1 cm-2,检出限为0.03μmol·L-1。与相关传感方法相比,该法检出限降低了23.3倍,灵敏度提高了14.8倍。利用G-四链体-hemin/Cu-TCPP结合DNA马达,构建了间接循环检测Pb2+的电化学生物传感方法。研究表明,使用五根传感电极对0.50μmol·L-1 Pb2+分别循环检测20次,检测结果仍然可保持初次结果的88.3-93.5%;该法测定Pb2+的线性范围为5.00nmol·L-1-5.00μmol·L-1,检出限为2 nmol·L-1。与相关研究相比较,该方法具有线性范围增宽15.6倍、检出限降低1.8倍、电极表面自清洁等优点。