过渡金属掺杂的纳米复合材料制备及其分析化学应用

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过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2),葡萄糖(Glucose),多巴胺(Dopamine,DA),尿酸(Uric acid,UA)是人体内一部分生物小分子,对人体健康起着至关重要的作用。这些生物小分子在人体内含量异常会导致各种疾病。鉴于此,如何快速、灵敏地检测这些生物小分子显得尤为重要。电化学检测方法和比色检测以其简单易行,成本低,灵敏度高等优点受到广泛关注。本论文制备出负载了不同过渡金属的纳米复合材料,并将这些材料用作电极修饰或模拟酶的性质以构建生物传感器,来检测相应的待测物质。具体研究内容包括以下三个部分:(1)采用两步还原法制备了Ni@Pt/r GO纳米复合材料。通过透射电子显微镜(TEM),X射线能谱分析仪(EDS),X射线衍射技术(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)技术对其进行了表征。同时,将制备的Ni@Pt/r GO复合材料修饰到玻碳电极(Glassy carbon electrode,GCE)表面上制备了电化学传感器,考察了其对葡萄糖的传感性能。实验结果表明,该传感器显示出良好的检测性能,检测限为8μM,线性范围高达10.008 m M。(2)通过共还原法把Pt Ni双金属纳米粒子负载到二硫化钼纳米片上,得到Pt Ni@Mo S2复合材料,并用TEM,EDS,XRD和XPS进行了表征。以该材料修饰到玻碳电极上制备的电化学传感器(Pt Ni@Mo S2/GCE)在DA和UA的同时检测中表现出良好的选择性和宽的线性范围(DA:0.5-150μM,UA:0.5-600μM)。两种分析物的检测限均低至0.1μM(S/N=3)。(3)通过简单的绿色方法合成了PB-Au@Mo S2NFs纳米复合材料,并对其进行了表征。Mo S2纳米花的类过氧化物酶活性由于PB和Au纳米颗粒的负载显著增强。基于此,我们以3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine,TMB)为底物,将PB-Au@Mo S2NFs复合材料成功地用于分析物H2O2和葡萄糖的紫外和比色检测,分别得到0-15μM和0-120μM的线性范围,检测限分别为0.25μM和3μM(S/N=3)。此检测平台用于血浆和水果中葡萄糖的检测,得到了较好的分析结果。
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