金基纳米粒子的组成、形貌对过氧化氢检测性能的影响

论文摘要

过氧化氢（H2O2）是一种强氧化剂,具有消毒、杀菌和漂白等功能,所以被广泛用于食品、保健品及其原料的生产和贮藏等过程。由于过氧化氢具有致癌、加速衰老或诱发心血管疾病等毒性作用。因此,关于过氧化氢快速检测研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文合成了系列金基纳米粒子并构筑纳米粒子传感器电极,考察了纳米粒子的形貌和组成对过氧化氢检测性能的影响。Ⅰ采用反向胶束法在室温下合成了平均粒径为5±1nm、具有面心立方结构的球形Au纳米粒子（Au-NPs）,构筑了其修饰的过氧化氢传感器电极（Au-NPs/HRP/GCE）;使用CV和i-t方法研究了该电极对H2O2的检测性能。结果表明:在实验范围内响应电流与H2O2浓度成线性关系（R2=0.99884）,检出限为3.2×10-6mol/L（s/n=3）。Ⅱ合成了具有面心立方结构、含大量表面缺陷的网络状Au纳米粒子（Au-NTs）,构筑了其修饰的过氧化氢传感器电极（Au-NTs/HRP/GCE）;应用CV和i-t方法研究了该电极对H2O2的检测性能。结果表明:具有网络状形貌和大量表面缺陷结构的Au纳米粒子修饰电极Au-NTs/HRP/GCE对H2O2表现出很好的检测性能。在实验范围内响应电流与H2O2浓度成线性关系（R2=0.99920）,检出限为1.7×10-7 mol/L（s/n=3）。Ⅲ采用反向胶束法在室温下合成了具有面心立方结构的十面体准晶AuCu合金纳米粒子（AuCu-NPs）,构筑了其修饰的过氧化氢传感器电极（AuCu-NPs/HRP/GCE）;使用CV和i-t方法研究了该电极对H2O2的检测性能,结果表明:在实验范围内,响应电流与H2O2浓度成线性关系（R2=0.99863）,检出限为7.5×10-6mol/L（s/n=3）。Ⅳ采用反向胶束法在室温下合成了具有面心立方结构的二十面体AuFe合金纳米粒子,构筑了其修饰的过氧化氢传感器电极（AuFe-NPs/HRP/GCE）;使用CV和i-t方法研究了该电极对H2O2的检测性能,结果表明:在实验范围内,响应电流与H2O2浓度成线性关系（R2=0.98366）,H2O2检出限为5.7×10-5 mol/L（s/n=3）。ⅤN,N-二甲基甲酰胺体系中合成了具有面心立方结构的团聚结构AuPd纳米粒子,构筑了其修饰的过氧化氢传感器电极（AuPd-NPs/HRP/GCE）;使用CV和i-t方法研究了该电极对H2O2的检测性能,结果表明:在实验范围内,响应电流与H2O2浓度成线性关系（R2=0.99501）,检出限为2.1×10-6mol/L（s/n=3）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 电化学生物传感器的研究进展
• 1.1.1 电化学生物传感器的定义和分类
• 1.1.1.1 电化学酶传感器
• 1.1.1.2 微生物电极传感器
• 1.1.1.3 电化学免疫传感器
• 1.1.1.4 组织电极与细胞器电极传感器
• 1.1.1.5 电化学DNA传感器
• 1.1.2 电化学酶生物传感器的工作原理
• 1.1.3 电化学生物传感器的固定化技术
• 1.1.3.1 物理吸附法
• 1.1.3.2 物理包埋法
• 1.1.3.3 共价键和法
• 1.1.3.4 共价交联法
• 1.1.3.5 层层组装法
• 1.1.4 电化学生物传感器面临的问题
• 1.2 纳米材料在电化学生物传感器中的应用
• 1.2.1 纳米材料的特性
• 1.2.2 纳米材料制备
• 1.2.3 Au纳米材料制备
• 1.2.4 纳米材料修饰酶电化学生物传感器在过氧化氢检测中的应用
• 1.2.5 纳米材料修饰免疫电化学生物传感器在生物物质检测中的应用
• 1.2.6 纳米材料修饰DNA电化学生物传感器在检测DNA中的应用
• 1.3 本论文主要研究内容
• 1.4 论文创新点
• 第二章 球形Au纳米粒子的制备、表征及其对过氧化氢检测性能研究
• 2.1 球形Au纳米粒子的制备和表征
• 2.1.1 实验试剂和仪器
• 2.1.2 球形Au纳米粒子的制备
• 2.1.3 球形Au纳米粒子的表面等离子共振性质表征
• 2.1.4 球形Au纳米粒子的形貌、尺寸和表面结构表征
• 2O₂检测性能研究'>2.2 球形Au纳米粒子修饰电极对H₂O₂检测性能研究
• 2.2.1 球形Au纳米粒子修饰电极的构筑及其性能研究
• 2.2.1.1 工作电极的构筑
• 2.2.1.2 电化学检测方法
• 2.2.1.3 分析与讨论
• 2O₂的检测性能研究'>2.2.1.3.1 Au-NPs/HRP/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 2.2.1.3.2 Au-NPs/HRP/GCE电极的重现性与稳定性
• 2O₂的检测性能研究'>2.2.2 Au-NPs/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 网络状Au纳米粒子的制备、表征及其对过氧化氢检测性能研究
• 3.1 网络状Au纳米粒子的制备和表征
• 3.1.1 实验试剂和仪器
• 3.1.2 网络状Au纳米粒子的制备
• 3.1.3 网络状Au纳米粒子的表面等离子共振性质表征
• 3.1.4 网络状Au纳米粒子的形貌、尺寸和表面结构表征
• 2O₂检测性能研究'>3.2 网络状Au纳米粒子修饰电极对H₂O₂检测性能研究
• 3.2.1 网络状Au纳米粒子修饰电极的构筑及其性能研究
• 3.2.1.1 工作电极的构筑
• 3.2.1.2 电化学检测方法
• 3.2.1.3 分析与讨论
• 2O₂的检测性能研究'>3.2.1.3.1 Au-NTs/HRP/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 3.2.1.3.2 Au-NTs/HRP/GCE电极的重现性与稳定性
• 2O₂的检测性能研究'>3.2.2 Au-NTs/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 十面体AuCu合金纳米粒子的制备、表征及其对过氧化氢检测性能研究
• 4.1 十面体AuCu合金纳米粒子的制备和表征
• 4.1.1 实验试剂和仪器
• 4.1.2 十面体AuCu合金纳米粒子的制备
• 4.1.3 十面体AuCu合金纳米粒子的表面等离子共振性质表征
• 4.1.4 十面体AuCu合金纳米粒子的形貌、尺寸和表面结构表征
• 2O₂检测性能研究'>4.2 十面体AuCu合金纳米粒子修饰电极对H₂O₂检测性能研究
• 4.2.1 十面体AuCu合金纳米粒子修饰电极的构筑及其性能研究
• 4.2.1.1 工作电极的构筑
• 4.2.1.2 电化学检测方法
• 4.2.1.3 分析与讨论
• 2O₂的检测性能研究'>4.2.1.3.1 AuCu-NPs/HRP/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 4.2.1.3.2 Au Cu-NPs/HRP/GCE电极的重现性与稳定性
• 2O₂的检测性能研究'>4.2.2 AuCu-NPs/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 二十面体AuFe合金纳米粒子的制备、表征及其对过氧化氢检测性能研究
• 5.1 二十面体AuFe合金纳米粒子的制备和表征
• 5.1.1 实验试剂和仪器
• 5.1.2 二十面体AuFe合金纳米粒子的制备
• 5.1.3 二十面体AuFe合金纳米粒子的表面等离子共振性质表征
• 5.1.4 二十面体AuFe合金纳米粒子的尺寸、形貌和表面结构表征
• 2O₂检测性能研究'>5.2 二十面体AuFe合金纳米粒子修饰电极对H₂O₂检测性能研究
• 5.2.1 二十面体AuFe合金纳米粒子修饰电极的构筑及其性能研究
• 5.2.1.1 工作电极的构筑
• 5.2.1.2 电化学检测方法
• 5.2.1.3 分析与讨论
• 2O₂的检测性能研究'>5.2.1.3.1 AuFe-NPs/HRP/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 5.2.1.3.2 Au Fe-NPs/HRP/GCE电极的重现性与稳定性
• 2O₂的检测性能研究'>5.2.2 AuFe-NPs/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 5.3 本章小结
• 第六章 团聚结构AuPd合金纳米粒子的制备、表征及其对过氧化氢检测性能研究
• 6.1 团聚结构AuPd合金纳米粒子的制备和表征
• 6.1.1 实验试剂和仪器
• 6.1.2 团聚结构AuPd合金纳米粒子的制备
• 6.1.3 团聚结构AuPd合金纳米粒子的表面等离子共振性质表征
• 6.1.4 团聚结构AuPd合金纳米粒子的形貌、尺寸和表面结构表征
• 2O₂检测性能研究'>6.2 团聚结构AuPd合金纳米粒子修饰电极对H₂O₂检测性能研究
• 6.2.1 团聚结构AuPd合金纳米粒子修饰电极的构筑及其性能研究
• 6.2.1.1 工作电极的构筑
• 6.2.1.2 电化学检测方法
• 6.2.1.3 分析与讨论
• 2O₂的检测性能研究'>6.2.1.3.1 AuPd-NPs/HRP/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 6.2.1.3.2 AuPd-NPs/HRP/GCE电极的重现性与稳定性
• 2O₂的检测性能研究'>6.2.2 AuPd-NPs/GCE电极对H₂O₂的检测性能研究
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 纳米粒子的制备和表征
• 7.2 纳米粒子在电化学生物传感器中的应用
• 7.3 展望
• 参考文献
• 发表论文、参加科研情况说明
• 致谢