Dawson型含钒多酸电化学传感器的制备及探测生物小分子研究

摘要

多酸纳米复合薄膜作为一种新型材料，在多个领域已被大量地研究和应用。尽管如此，其优良的特性使它还具有很大的发展空间，尤其是在电化学传感器领域。因此，本文采用层接层自组装的方法制各了两种Dawson型含钒多酸基的复合薄膜{[PEI/PSS]2/Au@2Ag/[PEI/P2Mo17V]2}和{PEI/[(P2W17V-CuO)/(CS-Pd)]7/[P2W17V-CuO]}。并对其传感生物小分子L-半胱氨酸和多巴胺的性能进行了研究。
　　本文利用紫外-可见光谱、X射线光电子能谱以及原子力显微镜等手段对复合薄膜进行了表征。实验结果显示制备的两种复合薄膜增长过程均匀稳定，表面平滑均匀，并且多酸与纳米粒子均被组装到薄膜中。然后又通过电化学阻抗、循环伏安和安培计时等方法研究了复合薄膜的电导性、电催化和传感性质。从实验结果可以看出，由于引入了纳米粒子，大大提高了复合薄膜的电子传导性能和催化性能。对两种复合薄膜的安培计时测试结果显示，{[PEI/PSS]2/Au@2Ag/[PEI/P2Mo17V]2}复合膜传感L-半胱氨酸的检测限为5.07×10-6M，线性范围2.25×10-7～1.82×10-4M，响应时间＜2s，其灵敏度为0.0082μA/μM。而另一种复合膜{PEI/[(P2W17V-CuO)/(CS-Pd)]7/[P2W17V-CuO]}对多巴胺传感的检测限为4.5×10-8M，线性范围是2.5×10-7～2.17×10-4M，响应时间＜2s，灵敏度为0.92μA/μM。实验得到的这些参数表明这两种复合薄膜分别对L-半胱氨酸和多巴胺具有较低的检测限，较宽的线性范围，并且能够快速检测。另外，在最佳电势下，对两种复合薄膜的抗干扰性质做了测试。在检测L-半胱氨酸时常见的五种干扰物质（L-色氨酸、L-谷氨酸、乳酸、柠檬酸、葡萄糖），{[PEI/PSS]2/Au@2Ag/[PEI/P2Mo17V]2}复合薄膜对其几乎没有响应。同样，{PEI/[(P2W17V-CuO)/(CS-Pd)]7/[P2W17V-CuO]}复合膜对于（抗坏血酸、尿酸、L-半胱氨酸、葡萄糖，过氧化氢）几种干扰物质也几乎没有响应。这表明，制备的两种复合薄膜均具有很好的抗干扰性。
　　在上述实验的基础上，本文还研究了两种复合薄膜在实际样品中的传感性能，结果表明两种复合膜可以作为一个潜在的传感器分别来检测L-半胱氨酸和多巴胺。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．1．1 多金属氧酸盐修饰电极

1．1．2 应用于电化学传感器领域的纳米材料

1．1．3 电化学传感器检测的生物小分子

1．2 选题的意义及研究内容

第2章 实验方法及制备过程

2．1 引言

2．2 实验方法

2．2．1 仪器与试剂

2．3 复合薄膜的制备方法

2．3．1 基片的清洗和亲水处理

2．3．2 含钒磷钼酸复合薄膜的制备

2．3．3 含钒磷钨酸复合薄膜的制备

第3章 含钒磷钼酸复合膜的表征及性质研究

3．1 复合膜的表征

3．1．1 复合膜的X-射线光电子能谱

3．1．2 复合膜的表面形貌

3．1．3 复合膜的紫外-可见吸收光谱

3．2 复合膜的电化学性质研究

3．2．1 复合膜的循环伏安测试

3．2．2 复合膜的电化学阻抗测试

3．2．3 复合膜的电催化活性测试

3．3 复合膜的传感性质

3．3．1 复合膜传感L-半胱氨酸的灵敏度及抗干扰性

3．3．2 复合膜传感L-半胱氨酸的重复性和稳定性

3．3．3 实际样品分析

3．4 本章小结

第4章 含钒磷钨酸复合薄膜的表征及性质研究

4．1 复合膜的表征

4．1．1 复合膜的X射线光电子能谱

4．1．2 复合膜的表面形貌

4．1．3 复合膜的紫外-可见吸收光谱

4．2 复合膜的电化学性质

4．2．1 复合膜的循环伏安测试

4．2．2 复合膜的电化学阻抗测试

4．2．3 复合膜的电催化活性测试

4．3 复合膜的传感性质

4．3．1 复合膜传感多巴胺的灵敏度和抗干扰性

4．3．2 复合膜传感多巴胺的重复性和稳定性

4．3．3 实际样品分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢