功能化纳米材料的构筑及其在芦丁与单宁酸检测中的应用.doc

功能化纳米材料的构筑及其在芦丁与单宁酸检测中的应用芦丁 (Rutin), 又被称为维生素 P, 是预防和治疗高血压和脑出血的一类有效 药物。芦丁还具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化等性质 , 并具有一定的清除活性氧自由 基的能力 , 例如羟基自由基、超氧自由基和过氧自由基等。单宁酸(Tannic acid),在研究和工业生产领域上均有广泛的应用,例如,在医疗方面 , 它可以作为药物的添加剂治疗腹泻和烧伤 ; 在工业生产上 , 单宁酸常常 与铬的三价盐结合用以防止皮革的腐烂 ; 作为工业生产中的一类有机化学物质 , 单宁酸是一种可以污染生态环境的污染物 , 而且对水生微生物有毒。基于芦丁和 单宁酸的广泛应用 ,发展快速有效的检测方法显得尤为重要。近年来 , 电化学检测方法由于其操作简便、响应迅速、稳定性高和检测限低 等优点而受到广泛关注 , 尤其是电极修饰材料 , 在电化学分析中扮演着重要的角 色。金、铂等贵金属纳米粒子具有特殊的优点 , 例如电子传递效率高、尺寸小、 化学和光学性质优良等 , 从而在电化学检测中应用广泛 ;此外, 半导体氧化物由于 其独特的光学、 电学性质及其易于制备、 成本低、无毒和在自然界中分布广泛等 优点也在电化学方面具有重要的应用。因此, 为了降低催化剂的成本 , 贵金属纳米粒子与半导体氧化物进行复合被 看做是可以有效减少贵金属用量的策略。而基于半导体氧化物特殊的光学性质 , 光电化学方法在生物小分子方面的检测也引起了研究人员的广泛关注。在我们的工作中 , 电化学方法和光电化学方法被分别用来进行芦丁和单宁酸 的检测,其主要内容如下所示：(1)还原氧化石墨烯(RGO负载的铂纳米粒子(Pt NPs)复合材料被成功地合成并构建了一种用于芦丁电化学检测的新型传感器。通 过透射电子显微镜和X射线粉末衍射仪对Pt NPs/RGO勺形貌和结构进行了表征 并利用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对修饰电极在芦丁溶液中的电化 学响应进行了研究。结果显示,所制备电极对芦丁的检测范围为 0.057-102.59卩M,最低检测限 为0.02卩M(S/N=3)。另外,Pt NPs/RGO/GC还表现出了较好的稳定性及抗干扰性, 在对商业芦丁片中芦丁含量的检测也得到较好的结果。(2) 利用简易、绿色的合成方法制备得到了氧化亚铜-金/氮掺杂石墨(NG)烯复合的纳米材料(Cu2O-Au/NG),将制得的材料修饰玻碳电极并用于芦丁的电化学 检测。在芦丁的电化学检测中 , 循环伏安法和差分脉冲伏安法是用来研究电极反 应的主要方法。实验结果显示,相比于其他对比电极，Cu2O-Au/NG/GCE勺灵敏度最高,达到 114.94卩A.m M-1;其检测线性范围为0.06-512.90卩M;最低检测限达到0.03卩 M(S/N=3), 该制备电极的电化学性能的提高可能归因于氧化亚铜 -金粒子与氮掺 杂石墨烯之间的协同作用以及氧化亚铜 -金纳米粒子较好的催化作用。 最后, 该传 感器被成功地应用于芦丁的实样检测 , 显示出其较高的实际应用潜力。(3) 通过一步合成法制得三维花状氧化锌 -铂纳米复合材料 (Zn O-Pt), 并在 此基础上构建了应用于单宁酸(TA)检测的新型传感器电极材料。由于氧化锌和贵 金属铂之间的复合 , 制备电极在紫外光辅助下显示出较好的光电流效应 , 证明制 备催化剂具有较好的电子传递速率和氧化锌上电子有效地激发。对于单宁酸的检测,差分脉冲伏安法主要用于对 Zn O-Pt/GCE电极的电化学 表征,其对单宁酸的检测范围为0.04-72.34卩M,最低检测限为0.02卩M(S/N=3)。 在对单宁酸的检测过程中 , 该制备电极还表现出了较好的稳定性和抗干扰性 , 最 后, 我们还对单宁酸的检测机理进行了探究和讨论