文献类型：学位论文

中文题名：基于导电MOFs/碳复合材料构建的多巴胺电化学传感器及其应用

作者：李珊珊[1];

第一作者：李珊珊

机构：[1]甘肃中医药大学;

第一机构：甘肃中医药大学

导师：张建;甘肃中医药大学|戴红霞;甘肃中医药大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：电化学传感器;多巴胺;Cu3(HITP)2;多壁碳纳米管;还原氧化石墨烯

年份：2023

摘要：多巴胺（DA）是人体中枢系统中重要的神经递质,其浓度异常与多种神经系统的疾病相关。因此,探寻更加简便、灵敏、准确测定DA含量的技术方法,具有十分重要的意义。其中,电化学分析技术作为一种检测DA的有效手段,具有选择性好、灵敏度高、便于操作等优点。然而裸的玻碳电极存在灵敏度低、选择性差等问题,往往不能完全满足实际应用的需求,这就迫切需要研发新材料以构建新型电化学传感器用于DA的高灵敏度、选择性检测。其中,导电金属有机框架材料（ECMOFs）克服了以往传统金属有机框架材料（MOFs）导电性差的缺点,具有丰富的活性位点、大的比表面积、可控多样的结构和良好的导电性,这些特性给设计和构建更高性能的DA电化学传感器提供了新的思路。遗憾的是,虽然MOFs可被单独用作电极修饰剂,但存在水稳定性较差、易从电极表面脱落、抗干扰能力较弱等问题,难以满足复杂样品中多巴胺微量、痕量测定的需求。鉴于此,本论文基于导电MOFs/碳基纳米材料设计、构建了两种新型DA电化学传感器以提高分析检测的选择性和稳定性。具体的研究内容如下:（1）基于合成的2,3,6,7,10,11-六氨基三亚苯（HITP）配体制备得到导电MOF材料(Cu（HITP）),将其与多壁碳纳米管（MWCNTs）相复合制备了纳米复合材料Cu（HITP）/MWCNTs,并采用XPS、XRD、SEM、FTIR对其结构和形貌进行了表征。结果表明,Cu（HITP）具有优异的导电性和大的比表面积,结晶度良好;相对于单一MOF材料,MWCNTs的加入显著改善了复合材料Cu（HITP）/MWCNTs在水中的分散性和稳定性。利用循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）对所构建的传感器的电化学性能进行了研究。结果表明,该传感器对抗坏血酸（AA）、多巴胺和尿酸（UA）的氧化呈现良好的电催化性能,可用于三种生物分子的同时检测。在最佳实验条件下,该传感器对AA、DA和UA测定的线性范围分别为5～1000μM、0.5～450μM和1～500μM,检测限分别为1.5μM、0.18μM和0.49μM（S/N=3）。此外,所设计的电化学传感器还具有良好的重现性和抗干扰能力,可用于人血清和尿液样品中AA、DA和UA的同时检测,结果令人满意。（2）将导电Cu（HITP）与氧化石墨烯（GO）复合制备了纳米复合材料Cu（HITP）/GO,将其修饰于玻碳电极表面,制备了Cu（HITP）/GO/GCE。再通过电化学还原的方法将复合材料中GO转变为还原氧化石墨烯（ERGO）,得到Cu（HITP）/ERGO/GCE。采用EDS和FTIR对材料进行了表征。导电Cu（HITP）与ERGO之间存在π?π相互作用,所形成的大共轭体系,可显著加快复合材料的电子传输速率并提供充足的催化活性位点。通过循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）考察了该传感器的电化学性能。结果表明,Cu（HITP）/ERGO/GCE对多巴胺和对乙酰氨基酚（ACOP）的氧化具有良好的电催化性能。在最佳实验条件下,该传感器实现了DA和ACOP的选择性检测,具有检测范围宽（DA:0.05～150μM;ACOP:0.1～100μM）、检测限低（DA:9 n M;ACOP:14 n M）、抗干扰能力强、稳定性高等优点,已成功用于人血清样品中DA和ACOP的同时测定。