论文部分内容阅读
金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属中心和有机配体采用配位方式杂化的功能材料。在电化学方面,MOFs凭借其优异的比表面积、独特的孔穴结构,成为了具有极大潜力的新型多功能材料,可解决分子印迹传感器制备过程繁琐的问题,并且可以利用MOFs对对映体产生电流或电位差异的特性,将其用于拆分手性分子的膜材料。由于MOFs本身导电性较差,目前可以尝试构建合适的MOFs纳米复合材料来解决这个问题。本文的主要工作是基于MOFs纳米复合材料构建一种电流型传感器,基于“差电位比值策略”构建电位型传感器,基于柔性基底构建一种纸基葡萄糖传感器。具体研究内容包括如下:(1)采用简单、高效的复合方法将多壁碳纳米管(MWCNT)与沸石咪唑类骨架材料(ZIF-8)结合起来,建立了灵敏度高、抗干扰的新型电流型传感器用于多巴胺的检测。在浓度为0.02μM~10.0μM之间,多巴胺的氧化峰电流与浓度呈良好的一次线性关系,检测限为3.5 nM(S/N=3)。构建的复合传感器在实际样品检测中回收率为95.0%~109%。表明该传感器在医疗诊断方面具有很大潜力。(2)用还原氧化石墨烯(rGO)作为底层材料,通过简单的方式将不规则的手性海胆状CMOF固定到还原氧化石墨烯(rGO)表面形成双层传感平台。经过一系列条件的优化,该传感器对L-/D-Trp具有显著的电位差异(PD),最大值可达到98 mV。在浓度范围为100μM~1000μM之间,实验用同比例不同浓度色氨酸外消旋混合溶液成功模拟出一种电位“能级带”,即使在复杂的人脑脊液中,色氨酸外消旋样本中L-/D-构型的比值也能较准确的检测出来,该方法有望为稳定的手性MOFs的构建和手性分子的识别带来巨大的潜力,在药理检测和临床分析领域具有很大的应用前景。(3)以碳布(CC)为柔性导电基底,使Co-MOF复合在碳布纤维上最终得到结构稳定的Co-MOF@CC电极材料并将其与便携的纸基相结合。实验结果表明,Co-MOF@CC纸基传感器在碱性介质中对生物活性分子葡萄糖显示出较灵敏的电化学响应。在葡萄糖浓度为800μM~5 m M之间,检测限为150μM。该传感器的构建不仅为葡萄糖的检测提供了一种新的方法,更为偏远地区想要高效、便携地检测其它物质提供了新的思路。