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铁和葡萄糖是人体生命运动中不可缺少的物质,参与人体内的新陈代谢过程。然而人体内这些物质含量过高或过低都会引起一些疾病,如:缺铁性贫血、金属离子中毒、糖尿病、低血糖等,因此,早发现、早治疗、早诊断是治疗疾病的关键。而传统检测铁和葡萄糖的方法在临床诊断受到一定的限制,基于以上情况,研究出一种更加准确、经济、灵敏、简便的检测新技术来检测铁和葡萄糖具有重要意义。聚酰亚胺是一种半导体材料,其良好的导电性、合适的能带大小使聚酰亚胺在光催化、传感器等方面应用广泛,近年来受到研究者们的青睐。基于此,本文制备了聚酰亚胺材料,并将其应用于荧光传感检测Fe3+、构建复合材料过氧化物模拟酶用于可视化检测双氧水和葡萄糖等三个方面。内容如下: (1)聚酰亚胺材料的制备。本课题通过三聚氰胺和均苯四甲酸二酐发生固相热聚合反应来制备聚酰亚胺体相纳米材料,合成的材料呈淡黄色,该方法效率高、成本低、绿色环保、操作简单。FT-IR和 XRD图谱证明了聚酰亚胺的成功制备并且具有良好晶态结构,SEM和TEM显示合成的聚酰亚胺呈团聚状态,通过紫外可见漫反射图谱得知材料具有合适的能带,能很好地吸收可见光。后续章节以已经合成好的聚酰亚胺作为基础材料,通过进一步的修饰以及掺杂形成聚酰亚胺纳米片和铜-聚酰亚胺复合材料分别用来检测水以及血清样品中的Fe3+和葡萄糖含量。 (2) PI-NF的制备及其荧光在检测 Fe3+中的应用。通过超声剥离法将 PI剥离成PI-NF,同时对材料进行SEM、TEM、XRD等多种表征来证明PI-NF的成功制备,并发现其具有荧光的性能,在365 nm有很强的荧光发射峰。而在Fe3+存在时,Fe3+会通过静电吸附以及络合等作用与PI-NF表面结合而使其荧光减弱。基于此,我们以血清为实验对象来营造一个近似人体血液环境,以PI-NF为基体材料构建一个简单、灵敏、选择性高的传感系统来检测血清中的Fe3+。该方法对Fe3+检测的线性范围为5.1-80μM,检测限可达到5.1μM,并具有较高的灵敏度和稳定性,能够用于人体血液中Fe3+含量的测量,为临床铁离子含量的测量提供一种新的检测思路。 (3) Cu–PI复合材料作为过氧化氢模拟酶检测H2O2和葡萄糖。通过浸渍法将铜掺杂到聚酰亚胺表面形成铜-聚酰亚胺复合材料,并利用SEM、XRD、FT-IR和EDS对其组成和形貌进行了表征。结果表明Cu已经负载在P I上,该材料为微米级的颗粒结构,表面粗糙。稳态动力学结果表明C u–PI复合材料有较强的过氧化物酶活性,符合Michaelis-Menten动力学方程。Cu-PI复合材料能催化H2O2氧化TMB,使溶液的颜色由无色变为绿色。相对于HRP,Cu-PI对H2O2和TMB有更好的亲和力。同时葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下可分解为H2O2,因而构建了一种灵敏、廉价、简单和高选择性的比色法来检测H2 O2和葡萄糖。该方法对葡萄糖的检测线性范围为0.03-0.1 mM,检测限达到了0.01 mM,能够用于人体血清中葡萄糖含量的测量。