新型分子印迹电化学传感器的制备及其对农药残留检测性能的研究

摘要

现如今，农药被人们广泛使用，农药在改善农业的同时也引发了严重的农药残留问题，该现状时刻威胁着环境安全和人体健康。人们试图缓解现状，其中了解残留状况为前提，检测分析农药残留是关键。因此，开发高效简便的农药残留检测方法迫在眉睫，本文针对该情况，制备出对相应农药具有特异选择识别能力的分子印迹电化学传感器，进而检测分析残留情况。本论文主要研究内容分为以下两个部分:
　　1.以壳聚糖为功能基体，吡虫啉(Imidacloprid，简称IMI)/噻虫嗪(Thiamethoxam，简称TMX)为模板分子，戊二醛为交联剂，应用恒电位沉积法制备分子印迹电极（经羧基化碳纳米管修饰）后构建IMI印迹传感器(IMI-MIP/F-CNTs/GCE)及TMX印迹传感器(TMX-MIP/F-CNTs/GCE)。并利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)、交流阻抗谱(EIS)等电化学方法考察新型传感器对IMI/TMX的检测性能并构建等效电路模型。结果表明:成功地制备了新型分子印迹电化学传感器IMI-MIP/F-CNTs/GCE和TMX-MIP/F-CNTs/GCE;两个电极的表观表面积与裸电极相比显著提高，且都具有良好的印迹效果，成功制备的传感器对模板分子IMI/TMX的选择识别性能良好。同时建立了电路模型R1(CPE1(R2(CPE2(R3))))，该模型与交流阻抗谱等效，通过对电路模型各元件参数的计算，证明了传感器检测IMI/TMX的传感机理可以被此等效电路有效模拟。
　　2.用农药（吡虫啉、噻虫嗪）对IMI-MIP/F-CNTs/GCE和TMX-MIP/F-CNTs/GCE进行抑制，然后用差分脉冲伏安扫描未抑制和已抑制的传感器，记录峰电流数据，计算抑制率，分析数据，同时做平行实验，以此来检测传感器对农药（吡虫啉、噻虫嗪）的响应性能及传感器的稳定性能。结果表明:IMI-MIP/F-CNTs/GCE及TMX-MIP/F-CNTs/GCE分别对目标分子IMI和TMX具有特异选择识别性能，且选择性能良好，同时电位沉积法制备的传感器稳定性良好，寿命长。制备得到的分子印迹电化学传感器对农药残留的检测、去除都具有非常重要的意义，并为传感器应用于其他领域提供了一定的参考依据。

目录

声明

摘要

1．1 前言

1．2 化学农药的概述、污染现状及检测方法研究

1．2．1 化学农药的概述

1．2．2 国内外化学农药污染现状

1．2．3 农药残留检测方法的研究

1．3 分子印迹的研究及应用

1．3．1 分子印迹的概念

1．3．2 分子印迹技术的原理和特点

1．3．3 分子印迹技术的分类

1．3．4 分子印迹聚合物的制备

1．3．5 分子印迹技术、分子印迹聚合物的实际应用

1．4 分子印迹电化学传感器的研究概况

1．4．1 分子印迹电化学传感器的制备检测及分类

1．4．2 分子印迹电化学传感器的制备方法

1．4．3 化学修饰电极的表征方法

1．4．4 分子印迹电化学传感器的应用

1．5 论文的选题意义及研究内容

第二章 吡虫啉／噻虫嗪分子印迹电化学传感器制备及表征

2．1 引言

2．2 实验材料

2．2．1 材料与试剂

2．2．2 主要实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 吡虫啉／噻虫嗪分子印迹传感器制备

2．3．2 传感器的表观形貌分析

2．3．3 传感器的电化学表征方法

2．4 结果与讨论

2．4．1 分子印迹传感器制备的反应原理

2．4．2 各电极／传感器的形貌表征

2．4．3 循环伏安法分析

2．4．4 交流阻抗谱分析

2．4．5 传感器等效电路模型建立

2．5 本章小结

3．1 引言

3．2 实验材料

3．2．1 材料与试剂

3．2．2 主要实验仪器

3．3 实验方法

3．3．1 传感器的性能检测

3．4 结果与讨论

3．4．1 分子印迹电传感器对模板分子的检测性能

3．5 本章小结

4．1 总结

4．2 展望

4．3 论文的创新点

参考文献

索引

作者简介及攻读硕士期间发表的论文目录

致谢