基于卟啉和半导体单壁碳纳米管的场效应气体传感器检测草莓恶疫霉

摘要

草莓恶疫霉会引起草莓革腐病和冠腐病,影响草莓的经济效益,但感染恶疫霉早期植株没有明显的症状,无法被及时准确地诊断,因此迫切需要低成本诊断方法实现早期预防。草莓植株感染恶疫霉会释放一种独特的有机挥发性气体4-乙基苯酚,可作为该疾病快速诊断的标志性气体。本研究使用半导体单壁碳纳米管(Single-Wall Carbon Nanotube,SWNT)和场效应传感器(Field Effect Transistor,FET)制备半导体场效应气体传感器(SWNT/FET),进而修饰对4-乙基苯酚灵敏度高、选择性好的金属卟啉MnOEP获得MnOEP-SWNT/FET。通过拉曼光谱、紫外光谱、伏安分析法研究MnOEP-SWNT/FET,分析理化性能及优化检测条件,提高MnOEP-SWNT/FET对4-乙基苯酚的气体敏感性能。在最优检测条件下,MnOEP-SWNT/FET对0.25%~100%的4-乙基苯酚饱和蒸汽(20℃),检出限为0.15%的4-乙基苯酚饱和蒸气(S/N=3),测定不同浓度的相对标准误差低于10%。通过测定实际样本,表明MnOEP-SWNT/FET检测草莓健康植株会存在假阳性,但对感染恶疫霉的草莓植株有较高的检测精度。