酚类污染物是环境监测中十分重要的指标,酚类化合物因常用于塑料、染料、农药、纸张和石油化学产品等的生产过程而成为重要的环境污染物之一,常存在于水、土壤和沉积物中。由于大多数的酚类化合物对生物体和人类表现出高度的毒性和副作用,世界卫生组织(The World Health Organization,WHO)将这些酚类化合物列为优先控制污染物,并确定了地表、地下和饮用水中酚类化合物的最大允许含量。大多数酚类化合物属于高毒物质,主要通过工业废水进入天然水体,我国确定的水中优先控制污染的黑名单共十四类,第五类为酚类污染物,因而,制备出简便、快速、准确、灵敏、选择性好的化学生物传感器来实现对目标物质的实时监测有着重要的作用及意义。儿茶酚在环境中广泛存在,作为公认的有害物质,对人体健康和环境有很大的影响.儿茶酚对中枢系统具有抑制作用,还可以影响白细胞中DNA的合成,导致染色体畸变.儿茶酚是生产多种化工产品和农药的基本原料及中间产物,在环境中很常见。所以儿茶酚及其酚类物质的监测收到了普通大众的关注。介孔分子筛SBA-15具有较高比表面积、孔道结构规则,且孔径易于调节、孔壁的厚度可控,热稳定性和水热稳定性较好、表面易改性,在催化、吸附、分离及生物和纳米材料等应用领域发挥着重要的作用。尤其是在作为载体方面,因具有其它载体无法比拟的优越性而备受关注。介孔材料经氨基改性后,可用戊二醛交联,将大分子蛋白通过共价键作用与之连接,因此很好地应用于生物化学传感器的领域。本文主要的研究工作是将介孔材料和层层自组装技术相融合,用于制备儿茶酚等酚类物质传感器。研究思路表现为:(1)利用介孔材料较高的比表面积和表面易改性的特点,作为固定酶的载体,研制具备较高灵敏度、稳定性好和重现性性强的儿茶酚化学传感器;(2)以介孔材料和其它纳米材料的优良性能为基础,结合新型的敏感元件,利用层层组装技术,研制儿茶酚类物质的纳米传感器。本文主要研究内容包括以下三个部分:(1)一种新型的基于介孔分子筛/Au NPs/过渡金属铁氰化钴复合膜的儿茶酚传感器制备具有良好的生物亲和性以及较大的比表面积的介孔SBA-15,作为传感器基底材料、利用电沉积法将金纳米粒子修饰到玻碳电极表面,制备层层组装修饰玻碳电极的新型儿茶酚电化学传感器。以XRD、BET、SEM、TEM表征修饰材料及修饰电极。以具有较高的电化学可逆性的铁氰化物作为电子传递介质,采用循环伏安法和电化学交流阻抗等方法研究修饰电极的电化学特性。由于介孔材料较大的比表面积和金纳米粒子较好的导电性,该修饰电极对于儿茶酚有较好的电流响应及抗干扰性。优化条件下,该传感器对儿茶酚的响应范围:1.0×10-6~2.5×10-4 M,检测限为2.0×10-7 M(3倍信噪比),相关系数为0.998。(2)基于FDU-15/Au NPs复合膜多酚氧化酶修饰生物传感器对芦丁(Rutin)的检测使用三嵌段共聚物F-127作为模板导向剂,采用溶剂挥发诱导自组装(EISA)的手段制备得到有序介孔酚醛树脂高分子MPs(FDU-15)。利用电沉积金和层层自组装多酚氧化酶(PPO)修饰玻碳电极制备新型芦丁(Rutin)传感器。循环伏安法和电化学交流阻抗用于研究修饰电极的电化学特性。由于MPs(FDU-15)-Au NPs复合膜中,MPs(FDU-15)和Au NPs都具有良好的导电性,该修饰电极对于芦丁有较好的电流响应。在最佳条件下,该传感器对芦丁的检测浓度范围:5×10-8~7.05×10-6 M,检测限为2×10-8 M(3倍信噪比),相关系数为0.999。(3)基于纳米金/L-Tyr/氨基功能化介孔分子筛/多酚氧化酶修饰的生物传感器检测雷锁辛(HQ)制备NH2-SBA-15介孔材料。使用正硅酸乙酯(TEOS)和氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)将SBA-15介孔分子筛功能化,并利用戊二醛将多酚氧化酶共价固定,固定在电极表面的多酚氧化酶保持了很好的活性。NH2-SBA-15及金纳米粒子的复合膜能促进电极-溶液界面的电活性,提高电极催化反应性能,选择性提高电化学响应的有效面积。循环伏安法和电化学交流阻抗用于研究修饰电极的电化学特性。该修饰电极对于雷锁辛(HQ)有较好的电流响应,在最佳条件下对雷锁辛的响应范围为1.5×10-6~0.9×10-5 M,检测限为3.0×10-7 M(3倍信噪比),相关系数为0.997。