碳基复合纳米材料修饰电极在酚酸和黄酮类化合物检测中的应用

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绿原酸,是由咖啡酸与奎尼酸生成的缩酚酸,桑色素和木犀草素是典型的黄酮类化合物。它们在自然界中广泛存在,具有抗菌、抗氧化和清除自由基等作用,是重要的生物活性物质。然而,绿原酸在食品保健等行业中使用过量(7 mg/kg体重)将会使人产生一系列副反应。在临床应用和食品、药品质量监控上,实现对绿原酸、桑色素和木犀草素含量的准确、灵敏、快速检测具有重要指导意义。本论文以碳基复合纳米材料的制备为基础,研究其在酚酸和黄酮类电化学传感器中的应用。研究工作以及相关结果如下:(1)利用层层自组装法制备壳聚糖(CS)和羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)膜修饰玻碳电极(GCE)检测绿原酸。与裸GCE相比,该修饰电极对绿原酸的电化学氧化还原具有明显增强的催化作用。当自组装(CS/MWCNTs)膜层数为六层时,绿原酸在(CS/MWCNTs)6/GCE上获得最大的电化学响应。实验表明,在pH为1.0的PBS缓冲溶液中,富集时间为80 s时,(CS/MWCNTs)6/GCE呈现出较低的检出限为0.0117μmol dm-3(S/N=3,n=3),线性范围为0.020.1μmol dm-3和0.1225μmol dm-3。(CS/MWCNTs)6/GCE对绿原酸电化学检测具有良好的选择性、稳定性和再现性,且在实际血清样品中获得满意的回收率。(2)通过简单、高效的一锅法合成聚3,4-乙烯二氧噻吩-金纳米颗粒/还原石墨烯(PEDT-Au/rGO)复合纳米材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)表征其形貌与组成。通过电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究修饰电极(PEDT-Au/rGO/GCE)对桑色素的电化学行为。实验优化了SWV测试参数、富集时间、富集电位和缓冲溶液pH。采用SWV法获得桑色素的检出限为0.0083μmol dm-3(S/N=3,n=3),线性范围为120μmol dm-3和20150μmol dm-3。(3)采用一锅法制备MWCNTs/PEDT-Au复合纳米材料修饰电极检测木犀草素。制备所得的复合纳米材料综合了MWCNTs、PEDT和Au纳米颗粒比表面积大、催化活性和导电能力强的优点。实验表明在优化条件下,MWCNTs/PEDT-Au呈现出较低的检出限为0.00022μmol dm-3(S/N=3,n=3),线性范围为0.115μmol dm-3和0.0010.1μmol dm-3。制备所得的MWCNTs/PEDT-Au/GCE对木犀草素电化学检测具有良好的选择性、稳定性和再现性,且在真实的脉舒胶囊样品中获得令人满意的回收率。
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