功能化COF电极制备及其应用于水中绿脓菌素检测的研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kobe20060121
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铜绿假单胞菌隶属于假单胞菌属,常因管理或消毒不当而在各类水中含有这种致病菌,如医疗废水、河水、池塘水,尤其是游泳池及浴池,甚至出现在饮用水中。铜绿假单胞菌感染可能导致肺炎、脓毒血症或脑膜炎等一系列炎症,严重时可导致患者死亡。在卫计委2014年最新发布的《食品安全国家标准包装饮用水》(GB 19298-2014)中明确规定,在我国销售的各类包装饮用水中均不得检出铜绿假单胞菌。铜绿假单胞菌感染通常通过实验室内的样品培养来诊断,但此类方法通常耗时较长,一般需要3天以上时间才能获得准确的结果。近年来,人们发现了一些替代诊断方法,如血清学或聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR),两种方法均能检测铜绿假单胞菌。然而,PCR需要昂贵的试剂和靶标特异性引物的设计,而血清学检测往往无法检测出早期感染。有研究表明,通过鉴定细菌分泌的毒力因子可以间接检测对应细菌,而绿脓菌素(Pyocyanin,PYO)仅由铜绿假单胞菌分泌,使得该分子具有用作诊断生物标志物的潜力。这项研究成功设计并通过一种简单分步组装法制备了CNT/COF/Ag NPs复合材料。该研究首先使共价有机骨架成功生长在氨基功能化碳纳米管上,并通过银纳米颗粒修饰这种复合材料。在制备完成后,利用这种复合材料制作电极快速检测铜绿假单胞菌感染的生物标志物(绿脓菌素)。用FTIR、TEM、SEM、XPS、CV和DPV对材料进行了表征,CNT/COF/Ag NPs复合材料具有较高的比表面积、优异的吸附性、良好的稳定性优秀的导电性。将CNT/COF/Ag NPs复合材料分散并负载在裸露的玻碳电极(Glassy Carbon Eletrode,GCE)表面得到的CNT/COF/Ag NPs/GCE对有良好的绿脓菌素电化学检测性能。该传感器在磷酸盐缓冲液(p Hosp Hate Buffer Saline,PBS)中对绿脓菌素具有0.3μM到75μM的宽线性检测范围。除此之外,该传感器对PBS中的绿脓菌素检测限(Limit of Detection,LOD)低至1.18×10-8M,仅为同类电化学传感器的十分之一。最后,该研究还检查了该传感器的稳定性,在运行了超过100个反应循环后,CNT/COF/Ag NPs/GCE传感器的感应电流大小为初始感应电流大小的95%,该实验证明CNT/COF/Ag NPs/GCE传感器具有良好的稳定性。
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