基于纳米材料的分子印迹电化学传感器对色胺的检测

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生物胺代表一类含氮的低分子量有机化合物的集合体,具有生物活性,是生物有机体内的一般活性成份。适量的生物胺对人体有紧要的生理功能,但一旦含量过多,就会导致一系列疾病的产生,包含呼吸杂乱、心悸、血压转变、头痛等过敏反馈。生物胺以少量存在于各种动植物组织中,除此之外多种食物尤其是发酵食品(如奶酪、葡萄酒、啤酒、米酒、发酵腊肠、调味品)水产品及肉类产品等中也广泛存在。因此对食物中生物胺的含量进行控制是极其紧要的。色胺属于生物胺的一种,结构上含有一个吲哚核,以极少量存在于哺乳动物脑中,有以为是起神经调质及神经递质的作用,一旦食物中含有过量的色胺,就会致使高血压的发生。现阶段检测色胺的方法有超高效液相色谱法、串联质谱法、电泳技术法、胶束液相色谱法、液相色谱-紫外检测法等。而这些方法因其价格昂贵、耗时长、步骤复杂,检测过程繁琐等不能得到普遍应用,所以构建一种能快速方便的检测色胺的方法是很有必要的。  操作简单、步骤处理方便和检测迅速等都是分子印迹电化学传感器一些常见的优点,此外因其还有较高的灵敏度和较低的成本费用,被认为是一种理想的检测方法。然而普通电化学传感虽然灵敏度高,但是选择性和抗干扰性能较差,为使电化学传感器的灵敏度和选择性进一步改善,可以利用纳米材料和印迹聚合物的优点,将电化学传感器与纳米技术和印迹技术相结合,制备新式的基于纳米材料的分子印迹电化学传感器。  本论文使用具备不同形貌及不同结构的纳米材料包含纳米金(GNPs)、多壁碳纳米管(MWCNTs)以及纳米多孔Pt(NP-Pt)作为修饰电极的材料,构建检测色胺的分子印迹电化学传感器,电化学传感器的灵敏度得到提高的同时还显示了良好的选择性,并且成功应用于实际样品中对色胺的检测。主要包括以下两部分:  1.基于纳米金、多壁碳纳米管-壳聚糖材料修饰的分子印迹电化学传感器对色胺的检测  纳米金、多壁碳纳米管分别作为第一层、第二层修饰电极的材料,用来提高电子传递速率和传感器的灵敏度。分散多壁碳纳米管用壳聚糖作为介质,因为壳聚糖的生物相容性较好。以3-噻吩丙二酸为功能单体,色胺为模板,通过电化学聚合得到分子印迹膜,该分子印迹膜对色胺有较好的选择性。在优化好的实验条件下,该传感器的线性范围是6.0×10-8~3.0×10-5mol L-1,检测限达到4.17×10-8mol L-1(S/N=3)。此外,构建的分子印迹电化学传感器被用于实际样品进行检测,得到了不错的效果。  2.基于多壁碳纳米管-离子液体、多孔Pt修饰的分子印迹电化学传感器对色胺的检测  多壁碳纳米管用室温离子液体(RTIL)-1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6)进行分散,作为电极的第一层修饰材料,这种复合物材料结合了MWCNTs和RTIL的优点,同时讨论了其协同作用机理;通过腐蚀得到的纳米多孔Pt作为电极的第二层修饰材料,NP-Pt的结构通过EDS、XRD、SEM和TEM进行表征。由于NP-Pt具有较高的比表面积和优异的导电性,构建的传感器具有较高的灵敏度、良好的重复性和稳定性。在最优实验条件下,该传感器的线性范围是5.0×10-8~6.0×10-5mol L-1,检测限是4.58×10-8mol L-1(S/N=3)。另外,构建的分子印迹电化学传感器被应用于实际样品进行检测,得到了不错的结果。
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