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基于喹啉衍生物的金属离子光化学传感器研究

作　者: 成果
导　师: 俞汝勤；张晓兵
学　校: 湖南大学
专　业: 分析化学
关键词: 荧光化学传感器 喹啉衍生物 葡萄糖传感器 碳纳米管 三联吡啶钌 葡萄糖氧化酶
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 235次
引　用: 1次
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内容摘要


化学传感器已广泛应用于临床诊断、生物分析、环境监测等领域,提高化学传感器的选择性已成为化学传感技术研究领域的前沿课题,荧光化学传感器由于具有高选择性、高灵敏性、低制作成本、不破坏样品和易于实现在线检测等特点而具有很广泛的应用前景,因而吸引了众多研究者的兴趣,寻找新的具有高选择性的荧光分子识别载体已成为现代分析化学中的一大热点。本文致力于寻找新的具有高选择性的荧光分子识别载体,在前两章对两类喹啉衍生物的荧光光化学识别性能进行了系统研究,并分别将它们固定于支持膜相中,得到了分别用于测定三价铁离子和铝离子的荧光化学传感器,优化了膜组分,考察了各种因素对传感性能的影响,并被初步应用于检测一些实际样品,所得实验结果令人满意。基于酶对特定底物响应而构建的电化学酶生物传感器,具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点,因此具有广泛的应用前景。碳纳米管作为一种纳米材料,由于小粒径、大比表面积效应,可对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应,常用于酶传感器的构建;而三联吡啶钌衍生物是一种效率很高的电子媒介体,本论文最后一章将三联吡啶钌-壳聚糖-碳纳米管组装成三元复合物,以制备电化学葡萄糖氧化酶传感器,用于葡萄糖含量的检测。论文主要完成了以下研究工作:1.合成了一种典型的具激发态分子内质子转移（ESIPT）性质的化合物2-（2′-羟苯基）-4（3H）-喹啉酮（HPQ）,并将其作为荧光分子识别载体用于构建Fe3+荧光化学传感器。以HPQ为识别载体的PVC膜光极的荧光强度随着Fe3+浓度的增加逐渐降低,这可能是Fe3+的加入阻碍了HPQ化合物的ESIPT过程而引起的荧光淬灭作用。考察了该传感器膜组分对其传感性能的影响,并对实验条件进行了优化。所制传感器对Fe3+的线性浓度响应范围为7.1×10-7—1.4×10-4 M,工作pH范围为2.5—4.5。该光极对于Fe3+的选择性很好,常见的碱金属、碱土金属和过渡金属离子对其干扰不大。将该传感器应用于实际药品中Fe3+含量的检测,结果较为理想。2.合成了5-甲酰基-8-羟基喹啉,并将其包埋于溶胶—凝胶膜中,研制了用来检测Al3+的荧光化学传感器。实验结果表明,所制成的光极膜的荧光强度会随着Al3+浓度的增大逐渐增强。论文考察了膜组分对传感器传感性能的影响,并对实验条件进行了优化。所制传感器对Al3+的线性浓度响应范围为7.8×10-6—1.7×10-3 M,工作pH为2.5—4.5。该光极对于Al3+的选择性很好,常见的碱金属、碱土金属和过渡金属离子对其干扰不大。将该传感器应用于实际药品中Al3+含量的检测,结果令人满意。3.碳纳米管作为一种纳米材料,由于小粒径、大比表面积效应,可对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应,常用于酶传感器的构建;而三联吡啶钌衍生物是一种效率很高的电子媒介体,本论文将三联吡啶钌-壳聚糖-碳纳米管组装成三元复合物,通过包埋法将葡萄糖氧化酶和三元复合物的混合物固定于壳聚糖溶液中,构建的葡萄糖传感器响应迅速,响应时间小于5 s,具有较高的灵敏度和较宽的检测范围,传感器的线性范围为1.0×10-5—3.1×10-3 M,检测下限为2.5×10-6 M。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-22
  1.1 概述  10-11
  1.2 光化学传感器  11-16
  1.3 电化学生物传感器  16-21
  1.4 本论文研究工作的构思  21-22
第2章 基于2-(2′-羟基苯基)-4-(3H)-喹啉酮的荧光化学传感器研究  22-30
  2.1 引言  22-23
  2.2 实验部分  23-24
  2.3 结果与讨论  24-29
  2.4 小结  29-30
第3章 基于5-甲酰基8﹣羟基喹啉研制的荧光化学传感器  30-36
  3.1 引言  30-31
  3.2 实验部分  31-32
  3.3 结果与讨论  32-35
  3.4 小结  35-36
第4章 基于钌吡啶修饰碳纳米管构建的葡萄糖传感器  36-44
  4.1 引言  36-37
  4.2 实验部分  37-38
  4.3 结果与讨论  38-43
  4.4 小结  43-44
结论  44-46
参考文献  46-59
致谢  59-60
附录 攻读学位期间发表的学术论文  60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 化学传感器
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