基于六方氮化硼的光电化学适配体传感器检测有机磷农药研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suntow
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机磷农药(OPs, organophosphorus pesticides)作为一种非常高效并且具有超耐久性的杀虫剂,已经在农业中广泛应用。然而,水、土壤和生态环境中的少量有机磷农药残留,都能够不可逆地抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)的合成,引起乙酰胆碱在神经递质中大量积累,从而导致神经系统出现中毒症状,甚至死亡。因此,为了公共安全,检测环境样品中有机磷农药的浓度变得十分必要和紧迫。
  通常来说,有机磷农药的主要传统检测方法包括,气相色谱—质谱法(GC-MS),表面增强拉曼散射法(SERS),高效液相色谱法(HPLC),化学发光技术以及电化学方法等。然而,这些方法通常较为昂贵、复杂、耗时,并且需要基于实验室的大型仪器,使得检测时间过长、灵敏度较低。因此,开发一种操作方便、灵敏高的新型传感器用于检测二嗪哝是非常有意义的。
  光电化学(PEC, photoelectrochemical)适配体传感器(aptasensor)作为一种新兴的生物分析技术,因其具有快速响应、灵敏度高、背景较低、操作简单且检测原理简单等一系列突出的优势,受到了广泛关注。二维(2D)层状材料的广泛应用,例如石墨烯,石墨相氮化碳(g-C3N4)和二硫化钼(MoS2)等,对于构建PEC生物传感平台表现出很强的应用潜力。六方氮化硼(h-BN)作为具有类似石墨烯结构的二维n型半导体材料,在光催化,药物输送和生物成像方面具有广泛的应用。同时,h-BN具有良好的导电性、大比表面积和高电子迁移率、从而使得其具有优异的光电转换效率。
  因此,本文构建了两种不同的h-BN基底的光电化学适配体传感器实现对有机磷农药的超灵敏检测过程。具体工作如下:
  (1)一种具有优异光电转换效率的新型六方氮化硼基自供电光电化学适配体传感器用于超灵敏检测二嗪哝。这是六方氮化硼基材料在光电化学适配体领域的首次应用,在这里将硫掺杂的氮化硼与石墨相氮化碳复合,构建了一种Z型异质结。与此同时,负载的金纳米粒子具有等离子体共振效应,可以作为新的电子空穴对重组中心。电子转移机理被研究,并且通过电子自旋共振技术验证。这个光电化学适配体传感器用于检测二嗪哝,展现了一个较宽的线性范围(0.01-10000 nM)和较低的检测限(6.8 pM),并且具有超高的选择性和出色的稳定性。此外,构建的光电化学适配体传感器在三种不同实际样品中展现了良好的回收率。
  (2)一种CuSQDs修饰的Co3O4多面体(CuS QDs/Co3O4 polyhedra)异质结,结合p-n半导体猝灭效应和模拟酶催化沉淀策略,用于激活低背景信号和超高灵敏度的未改性h-BN基底光电化学生物传感平台。本工作以ZIF-67十二面体为前驱体,制备了具有大比表面积、多孔结构的p型异质结CuSQDs/Co3O4polyhedra,作为多信号放大器用于构建h-BN生物传感平台用于毒死蜱检测。在该光电化学生物传感平台中,未改性的n型半导体h-BN作为光电极材料,而p型异质结CuSQDs/Co3O4polyhedra作为信号放大器驱动多重信号放大,从而激活h-BN基底光电化学生物传感平台。基于以上,构建的光电化学生物传感平台用于检测毒死蜱,表现出很宽的线性检测区域(1×10-1-1×107ngml-1)和极低的检测限(0.34 pg ml-1)。此外,在三种实际样品检测中,该传感器具有很好的回收率,证明具有很强的实际应用能力。
其他文献
城市作为一种复杂的社会生态系统,聚集了高密度的人口和社会经济活动,随着社会经济高速增长、城市化进程的加深,居民的交通出行需求多种多样,机动车保有量高速增长,现有的交通服务难以契合城市发展水平,导致道路交通拥堵、空气污染和交通事故频发等交通难题,极大地影响了城市功能的正常运转。如何解决交通难题成为城市发展的关键,受技术、空间以及经济等条件的制约和影响,应对交通问题的方法己经由原来注重交通基础设施投资建设,转为规划建设与交通需求管理并举。作为交通需求管理基础的交通需求预测方法由经典的集计方法转向非集计方法的研
随着我国轨道交通的快速发展,轨道交通系统在提高运营效率的同时,对其安全性也提出了更高的要求。通常,轨道交通系统由多个子系统组成,各部分之间相互影响,互为牵连,任何部分出现故障都有可能造成交通运营延迟,甚至发生事故。一旦发生事故,在轨道交通网络化条件下,还会影响其他线路,甚至整个轨道交通网络。在这种背景下,研究如何预防事故,如何高效的进行事故(故障)救援有着重大意义。
  在铁路事故预防中,关键致因因素辨识是铁路系统日常维护有效监测的重要步骤,对铁路事故致因深入分析,找出其中的关键致因严加防范有着重大
当前国内外各大城市全面实施公交优先发展战略,充分发挥公共交通对城市功能疏解和布局优化调整的引导作用,实现城市公共资源利用效率与城市交通承载力的科学匹配。其中,在客流量大、交通拥挤且道路条件满足要求的城市路段上设置公交专用道,便成为有效缓解交通压力、落实公交优先发展的重要举措之一。但另一方面,本文通过多年来对公交专用道在管理过程中发现的问题和相关交通现象的观测总结,明确出公交专用道在设置后,还给城市交通网络带来了三个方面的不利影响,分别是:引发公交网络的运行不平衡;降低道路网络的可达性以及加重地铁网络的通勤
金融安全是国家安全的重要组成部分,防止发生系统性金融风险是金融工作的永恒主题。金融杠杆、金融稳定、经济增长,三者形成了一个均衡三角关系,金融杠杆波动程度过大不仅降低经济增速,也会对金融体系稳定性带来不良影响。随着中国在“十四五”规划中提出,加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,防范化解全球化背景下国际金融风险的渗透,中国需要从多个维度入手,用“硬实力”和“巧实力”来对冲和
期刊
膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)作为一种新型高效的污水处理技术,具有占地紧凑、出水优质、负荷高以及剩余污泥产量低等优势,被认为是目前最具应用前景的生物污水处理技术之一。但是,膜污染问题,尤其是生物污染(Biofouling),一直是限制MBR推广和发展的主要瓶颈。膜污染会使得MBR在运行过程中跨膜压力急剧上升,出水通量严重失稳,从而大大增加了运行和维护成本。群体感应(Quorum sensing,QS)被认为是导致MBR中生物污染的直接原因,它允许细菌群体通过密度感知的方式相
电化学过滤器因具有良好的省时和节能的特性而被广泛用于水质净化中。本研究提出了一种利用多壁碳纳米管(CNTs)电化学滤膜在单体系和混合体系中高效降解磺胺甲恶唑(SMZ)、环丙沙星(CIP)、阿莫西林(AMO)等抗生素的方法,并且用于降解实际养猪场废水。
  针对电压,pH,温度,初始污染物浓度和十二烷基苯磺酸钠(SDBS),研究了各个实验参数的影响,还进行了基于CNTs的电化学过滤器的重复实验。结果表明,通过提高电压和温度可以提高降解效率,而随着初始污染物浓度的增加和SDBS的加入降低降解效率。溶液p
【摘要】EPG防篡改管理工具可以为统一监控EPG篡改工作提供支持。文中介绍了一种EPG防篡改管理工具,该工具拥有灵活的EPG防篡改机制来对SP合作方服务器文件进行监控。  【关键词】EGP;防篡改管理工具;监控  中图分类号:TN929 文献标识码:A DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2021.20.018  1的增值内容服务内容占比
期刊
过量的磷酸盐排放引起的水体富营养化已成为严重的环境问题。在各种磷酸盐去除技术中,吸附法具有效率高、操作简单、成本效益低等优点,特别是在低磷浓度下,被认为是一种很有吸引力的方法。而吸附剂对污染物的吸附能力强,吸附速度快,是水处理和净化领域中非常关键的问题。因此有必要开发一种易于分离的吸附剂以高效稳定地去除水中的磷酸盐,尖晶石铁氧体具备优异的性能,但吸附能力始终有限,而镧具有很强的磷酸盐结合能力可以大幅提高材料对磷酸盐的吸附性能。本文通过共沉淀辅助水热法合成了La(OH)3改性的磁性钴铁氧体CoFe2O4纳米
【摘要】数字化是科学进步的标志。在数字化时代,世界各国纷纷开拓广播影视服务领域,推动广播影视产业不断升级。根据国家广电总局的要求,我国广播电视已正式进入数字化时代。合理应用有线数字电视音视频数据采集处理系统,不仅能够发挥出系统自身的功能,还能对电视音视频数据进行监测。  【关键词】有线数字电视;音视频数据采集处理系统;广播电视  中图分类号:TN929 文献标识码:A
期刊
在过去的几十年里,随着工业化和城市化的快速发展,城市污水和工业废水量在世界范围内急剧增加。活性污泥法作为一种经济有效的方法,已被广泛应用于各种类型的废水处理中。近年来,通过污泥厌氧发酵生产短链脂肪酸被认为是一种高价值、富有前途的稳定污泥及回收资源的途径,既可以解决剩余污泥处置问题还能兼顾能源的高效开发利用。然而,传统的污泥发酵不仅短链脂肪酸产量低,而且稳定性差。因此,近年来国内外专家围绕污泥预处理技术开展了大量研究,以期提高污泥短链脂肪酸产量。
  过一硫酸氢钾复合盐(Peroxymonosulfa