稀土納米材料的合成、表征及在生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、電化學(xué)生物傳感器是一種集多門(mén)學(xué)科于一體衍生的新技術(shù)。它憑借自身靈敏度高、分析速度快和選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了極為迅速發(fā)展，在臨床醫(yī)學(xué)、食品檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面有著廣泛的應(yīng)用；稀土因其特殊的4f電子層結(jié)構(gòu)從而具備多種特有的物化性質(zhì)，將稀土應(yīng)用于生物傳感器領(lǐng)域能有效改善生物傳感器性能；納米材料有好生物相容性，將其應(yīng)用到生物傳感器上能增強(qiáng)穩(wěn)定性和電子傳遞速率。本文采用水熱合成法合成一系列的稀土納米化合物并對(duì)其結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行表征，之后借助稀

2、土和納米材料兩者特有的物理化學(xué)性質(zhì)，引入到生物傳感作為傳感介質(zhì)制備新型的稀土納米材料生物傳感器，以至進(jìn)一步提高生物傳感器性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用水熱法合成納米材料鉬酸鏑（Dy2(MoO4)3），制備 AuNPs-Dy2(MoO4)3復(fù)合材料固定葡萄糖氧化酶（GOD）構(gòu)建葡萄糖生物傳感器。通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）、能譜（EDS）和紫外分光光度計(jì)對(duì)所制備的材料進(jìn)行表征分析，并利用循環(huán)伏安法（CV）研究該傳感器生物特性

3、。實(shí)驗(yàn)表明，AuNPs-Dy2(MoO4)3復(fù)合材料具有好的生物相容性，能增強(qiáng)固定化的GOD生物活性并促進(jìn)GOD在電極表面的電子傳遞速率。該傳感器在葡萄糖為0.01～1.0 mmol·L-1的濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系，最低檢出限（S/N=3）為3.33μmol·L-1。此外，該生物傳感器具有較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。⑵合成Dy2O3-AuNPs復(fù)合材料并用于電化學(xué)無(wú)酶型NaNO2的測(cè)定。通過(guò)TEM、紫外分光光度計(jì)和XRD方法進(jìn)行表征，

4、同時(shí)研究了Dy2O3-AuNPs復(fù)合材料電化學(xué)性質(zhì)。利用Dy2O3優(yōu)良的電催化性能和AuNPs好的導(dǎo)電性能，制備的電化學(xué)生物傳感器對(duì)NaNO2的氧化表現(xiàn)出了極好的電催化性能。最優(yōu)條件下，在NaNO2濃度為0.01～1.0 mmol·L-1的范圍內(nèi)氧化峰電流隨NaNO2濃度的增加呈直線增大，線性回歸方程Ipa（μA）=51.1 C（mmol·L-1）+6.70，R2=0.965，檢出限3.3μmol·L-1。此外，該傳感器對(duì) NaNO2的

5、測(cè)定表現(xiàn)出了很好的選擇性和好的重現(xiàn)性。當(dāng)用于實(shí)際樣品水樣的分析應(yīng)用時(shí)有很好的回收率，說(shuō)明制備的傳感器用于實(shí)際樣品NaNO2的測(cè)定時(shí)有著很好的應(yīng)用價(jià)值。⑶水熱法合成球狀n-NdF3，修飾到玻碳電極構(gòu)筑新型生物傳感器對(duì)尿酸檢測(cè)，同時(shí)采用能譜（EDS）、掃描電鏡（SEM）以及XRD測(cè)試手段對(duì)n-NdF3結(jié)構(gòu)和形貌表征分析，利用CV研究該傳感器生物特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，n-NdF3有很好的生物相容性，能夠?qū)崿F(xiàn)尿酸分子與電極表面之間的直接電子轉(zhuǎn)移。其中

6、檢測(cè)范圍是0.05～1.0 mmol·L-1，最低檢出限（S/N=3）達(dá)到16.67μmol·L-1。⑷利用氧化石墨烯（GO）與納米材料復(fù)合能加快酶與電極之間電子轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，利用改良Hummers法制備GO，水熱法合成n-TmPO4，并對(duì)合成的GO和n-TmPO4進(jìn)行表征分析，制備GO/n-TmPO4修飾電極，之后采用差分脈沖伏安法（DPV）研究抗壞血酸（AA）、多巴胺（DA）和尿酸（UA）在修飾電極的電化學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)表明，GO和n-T