金属酞菁聚合膜化学传感器及其环境监测应用研究

摘要

电化学传感器在污染物的检测中有广泛的应用,近年来,有许多关于建立在化学修饰电极基础上的电化学传感器的文献报道.该文主要包括以下四个部分内容:1.综述了化学修饰电极在药物分析、生物分析、及环境分析等领域中的应用,对亚硝酸根离子、一氧化氮测定方法的研究进展作了评论,此外还综述了用于有机磷农药检测的生物传感器的研究进展和应用.2.用聚四氨基镍酞菁修饰玻碳电极安培法测定了亚硝酸根离子,讨论了发生在电极表面的电催化机理,发现该传感器对亚硝酸根响应速度快.优化了测定条件.当采用微分脉冲安培法时,用该修饰电极测定亚硝酸根离子的线性范围为5.0×10<'-7>~8.0×10<'-3>mol/L,相关系数为0.9992,检测限达1.0×10<'-7>mol/L.考察了常见干扰离子对亚硝酸根测定的影响.实验结果表明该传感器可用于实际样品中亚硝酸根的测定,结果满意.3.研制了三种可以选择性测定水样和生物样品中一氧化氮(NO)的新型修饰电极(Nafion/p-NiTAPc/GC、Nafion/p-CuTAPc/GC、Nafion/PW<,12>/PPY/GC),并初步探讨了NO在这三种电极上的响应机理.实验结果表明,该传感器对一氧化氮的测定具有比较高的灵敏度和选择性.修饰在电催化剂表面的Nafion膜能有效地消除生物样品中常见的物质,如抗坏血酸、尿酸、亚硝酸根等,对一氧化氮测定的干扰.4.将乙酰胆碱酯酶(AChE)和胆碱氧化酶(ChO)通过交联的方法固定在P-NiTAPc修饰电极上,制备了测定有机磷农药的新型生物传感器,该生物传感器对于对硫磷的响应灵敏,在1.0×10<'-8>~1.0×10<'-4>mol/L范围内,对硫磷对乙酰胆碱酯酶的百分抑制率与其浓度的对数值具有良好的线性关系,线性相关系数为0.9941,测定对硫磷的检测限达6.5×10<'-9>mol/L,该传感器在检测蔬菜、水果等农产品中残留有机磷农药方面有着良好的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1化学修饰电极的应用进展

1.1.1化学修饰电极(CME)在分析化学中的应用

1.1.2化学修饰电极在药物分析中的应用

1.1.3化学修饰电极在环境监测中的应用

1.2本研究课题的来源及研究工作主要内容

第2章电聚合四氨基镍酞菁修饰电极测定亚硝酸盐的研究

2.1主要仪器与试剂

2.1.1仪器

2.1.2试剂

2.2金属酞菁及其衍生物的合成与表征

2.2.1镍(II)-4,4’,4”,4’’’-四硝基酞菁(NiTAPc)的合成

2.2.2镍(Ⅱ)-4,4’,4”,4’’’-四氨基酞菁(NiTAPc)的合成

2.2.3铜(II)-4,4’,4”,4’’’-四氨基酞菁(CuTAPc)的合成

2.2.4配合物的光谱表征

2.3聚四氨基金属酞菁化学修饰电极的制备

2.3.1玻碳电极的预处理

2.3.2 Ni-TAPc的电化学聚合

2.3.3四氨基镍酞菁配合物的伏安法表征

2.4结果与讨论

2.4.1镍酞菁在玻碳电极表面的电聚合作用

2.4.2支持电解质与pH值对测定的影响

2.4.3聚镍酞菁修饰电极膜厚度对测定的影响

2.4.4测定机理初步研究

2.4.5安培法测定亚硝酸根离子

2.4.6聚镍酞菁修饰电极测定N02-的稳定性、重现性及选择性

2.5聚镍酞菁修饰电极用于实际试样的测定

本章小结

第3章化学修饰电极测定NO的研究

3.1 NO常用检测方法

3.1.1 Griess试剂法

3.1.2化学荧光方法

3.1.3电化学方法

3.1.4光解-光化学发光法

3.1.5荧光光谱法

3.1.6高效毛细管电泳

3.2实验部分

3.2.1仪器

3.2.2试剂

3.2.3 NO标准气体的制备

3.2.4聚镍酞菁(p-NiTAPc)、聚铜酞菁(p-CuTAPc)、磷钨杂多酸/聚吡咯(PW12/PPY)化学修饰电极的制备

3.3结果与讨论

3.3.1 CuTAPc、NiTAPc在玻碳电极表面上的电化学聚合

3.3.2杂多酸修饰电极的电化学行为

3.3.3 NO在三种修饰电极上的电化学行为

3.3.4 NO在三种修饰电极上的DPA响应图

3.3.5三种修饰电极测定NO的性能比较

3.3.6 Nafion膜的影响

3.3.7其它物质对测定的干扰

3.3.8三种修饰电极对NO的响应机理

3.3.9实际样品中一氧化氮的测定

本章小结

第4章双酶电极测定有机磷农药的研究

4.1酶的固定方法

4.1.1吸附法

4.1.2共价键合法

4.1.3物理包埋法

4.1.4电聚合方法

4.1.5交联法

4.1.6其它方法

4.2实验部分

4.2.1仪器

4.2.2试剂

4.2.3有机磷农药双酶电极的制备

4.3结果与讨论

4.3.1 H202在P-NITAPC膜修饰电极的响应

4.3.2 CHOX/P-NITAPC电极对胆碱的电化学响应

4.3.3双酶电极电极对乙酰胆碱的电化学响应

4.3.4双酶电极电极测定农药的方法

4.3.5酶的再次活化

本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢