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现代工农业的快速发展使得环境污染问题日益严重,尤其是有机物污染现状令人担忧。一方面有机物种类和数量不断增多,一些持久性有机污染物长期以来得不到有效的治理;更重要的是,现有有机物分析方法主要是建立在气/液相色谱等大型仪器基础上的,它们具有广泛的适用性、分析结果准确可靠,但因成本高、仪器笨重和耗时等缺点不能满足大批量样品现场快速分析的要求。因此,发展有机污染物的快速筛查技术具有十分重要的意义。本论文选取三硝基甲苯(TNT)、五氯苯酚(PCP)和多环芳烃(PAHs)三种典型有机污染物为研究对象,以量子点和TiO2纳米管为传感材料,利用目标物或中间产物对材料信号的淬灭或增敏作用开发设计了一系列传感器,为纳米材料在分析传感中的应用提供了新思路。具体研究内容如下:(1)基于L-半胱氨酸修饰的CdTe量子点荧光淬灭法测定TNT:采用水热法合成了L-半胱氨酸修饰的CdTe量子点,L-半胱氨酸是一种富电子化合物,能与TNT这种缺电子物质结合形成迈森海姆复合物,使得TNT分子靠近量子点表面并吸收量子点的电子,导致量子点荧光的淬灭。结果表明,TNT浓度与量子点荧光淬灭率存在线性关系,线性范围为1.1×10-9 4.4×10-6 M,检测下限达到了1.1 nM,低于水源水中TNT的最高容许浓度0.5 mg/L (2.2μM)。文中探讨了量子点稀释倍数、溶液pH值和反应时间对检测效果的影响。干扰实验和实际样品分析结果表明该方法的选择性很好,并且能够用于土壤样品中TNT含量的测定。(2)利用CdTe/TiO2 NTs/Ti复合电极进行五氯苯酚的直接电化学发光法测定:采用阳极氧化法制备高度有序的TiO2纳米管阵列(TiO2 NTs),通过在纳米管阵列上吸附CdTe量子点制备了CdTe/TiO2 NTs/Ti复合电极,该电极在共反应剂S2O82-存在下具有稳定的电化学发光(ECL)信号,五氯苯酚能使ECL信号增强。结果表明,该方法检测五氯苯酚的线性范围为4.0×10-11 3.0×10-7 M,线性相关系数为0.9995,最低检测限为5 pM。文中提出了五氯苯酚增强ECL信号的原理,并设计了一些实验对其进行验证。(3)开发了多环芳烃的竞争型免疫光电流传感器:将多环芳烃抗体化学键合在TiO2纳米管上,用来接受两种竞争型抗原—双功能金纳米粒子(BGNPs)和多环芳烃,BGNPs的结合使TiO2纳米管的光电流增强,而多环芳烃的竞争性结合则抑制这种增强趋势。以苯并芘为多环芳烃的代表分析物,发现TiO2纳米管的光电流随苯并芘浓度的增加而减小,检测线性范围为1.05×10-12 3.15×10-9 M,线性相关系数为0.9956,检测下限为1.05 pM,低于美国环境保护署规定的饮用水中苯并芘的最高允许含量(15.1 pM)。文中探讨了免疫反应温度和反应时间对检测结果的影响,用干扰实验和回收实验分析了方法的选择性和准确性。