农产品中微囊藻毒素检测用氮杂石墨烯基电化学适配体传感器的研究
发布时间：2023-05-05 19:50
微囊藻毒素(MCs)是一类水体环境中最常见的环状七肽蓝藻毒素,其中以亚型微囊藻毒素-LR(MC-LR)分布范围最广、急性毒性最强。MC-LR不仅能够直接对水生生物产生危害,还可以通过灌溉、溢流、施肥等方式进入农田土壤,进而被农作物吸收累积,严重影响农产品的质量安全,对人体健康构成潜在威胁,因此建立灵敏、可靠、简便、易于现场检测及追踪农产品中MC-LR含量的方法是十分必要的。与传统检测方法相比,电化学传感作为新兴的传感技术,因具有便携、成本低廉、灵敏度高和分析速度快等一系列优点,在农产品品质检测中受到了广大研究人员的青睐。本论文从设计制备一系列氮杂石墨烯基功能纳米材料入手,耦合电化学发光(ECL)、光电化学(PEC)及自供能电化学传感等新型电分析技术,建立了一系列用于检测MC-LR的电化学传感方法,并将其应用于农产品中MC-LR的检测,主要研究内容如下:(1)以一步自组装法制备的三维硼氮同杂石墨烯水凝胶(BN-GHs)纳米材料为载体负载发光分子联吡啶钌(Ru(bpy)32+),通过静电吸附作用进一步固载设计的MC-LR适配体,成功构建了高灵敏、...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
1.1 微囊藻毒素概述
1.1.1 微囊藻毒素的形成、组成及危害
1.1.2 微囊藻毒素的污染
1.1.3 微囊藻毒素-LR的安全标准、检测方法及发展趋势
1.2 电化学传感器在微囊藻毒素-LR检测中的应用研究进展
1.2.1 电化学发光传感器在MC-LR检测中的应用
1.2.2 光电化学传感器在MC-LR检测中的应用
1.2.3 适配体传感器在微囊藻毒素-LR检测中的发展前景
1.3 氮杂石墨烯基纳米材料在电化学传感器中的应用研究进展
1.3.1 氮杂石墨烯基纳米材料在ECL传感器中的应用研究
1.3.2 氮杂石墨烯基纳米材料在PEC传感器中的应用研究
1.3.3 氮杂石墨烯基纳米材料在自供能电化学传感器中的应用研究
1.4 论文的选题及主要研究内容
第二章 农田水样中MC-LR检测用硼氮同杂石墨烯水凝胶基电化学发光适配体传感器的研究
2.1 实验部分
2.1.1 药品与试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 硼氮同杂的石墨烯水凝胶(BN-GHs)的制备
2.1.4 ECL适配体传感器的制备和检测过程
2.2 结果与讨论
2.2.1 新型的检测方法论和实验依据
2.2.2 二维与三维材料传感性能对比
2.2.3 ECL适配体传感器的发光机理
2.2.4 BN-GHs纳米材料的XPS表征
2.2.5 BN-GHs纳米材料的形貌表征
2.2.6 BN-GHs纳米材料的Raman表征
2.2.7 构建的适配体传感器的ECL性能
2.2.8 基于不同材料构建的适配体传感器的循环伏安和ECL性能
2.2.9 ECL适配体传感器的条件优化
2.2.10 ECL适配体传感器的检测性能
2.2.11 ECL适配体传感器的选择性
2.2.12 ECL适配体传感器应用于实际样中MC-LR的检测
2.3 本章小结
第三章 鱼样品中MC-LR检测用氮杂石墨烯-BiOBr基光电化学适配体传感器的研究
3.1 实验部分
3.1.1 药品与试剂
3.1.2 实验仪器
3.1.3 氮杂石墨烯的制备
3.1.4 氮杂石墨烯-溴化氧铋(NG-BiOBr)的制备
3.1.5 PEC适配体传感器的制备
3.1.6 电化学实验方法
3.1.7 用于MC-LR检测的鱼组织的制备、萃取及检测过程
3.2 结果与讨论
3.2.1 NG-BiOBr纳米复合物的形貌和结构表征
3.2.2 NG-BiOBr纳米复合物的Raman图谱
3.2.3 NG-BiOBr纳米复合物的XPS表征
3.2.4 UV–vis DRS测试
3.2.5 不同材料修饰的光电极的PEC性能和EIS表征
3.2.6 传感器制备过程的EIS表征和光电流性能
3.2.7 PEC适配体传感器的条件优化
3.2.8 PEC适配体传感器的分析表现和检测机理
3.2.9 PEC适配体传感器的选择性、重现性及稳定性
3.2.10 PEC适配体传感器应用于鱼样品中MC-LR的检测
3.3 本章小结
第四章 鱼样品中MC-LR检测用氮杂石墨烯-AgI基光电化学适配体传感器的研究
4.1 实验部分
4.1.1 药品与试剂
4.1.2 实验仪器
4.1.3 氮杂石墨烯-碘化银(NG-AgI)纳米复合物的制备
4.1.4 PEC适配体传感器的制备
4.2 结果与讨论
4.2.1 XRD谱图
4.2.2 NG-AgI纳米复合物的XPS表征
4.2.3 Raman表征
4.2.4 NG-AgI纳米复合物的形貌和元素表征
4.2.5 PEC适配体传感器的EIS表征
4.2.6 PEC适配体传感器的机理探究
4.2.7 PEC适配体传感器的机理验证
4.2.8 PEC性能表征
4.2.9 PEC适配体传感平台的条件优化
4.2.10 PEC适配体传感器应用于MC-LR检测
4.2.11 PEC适配体传感器的选择性、重现性和稳定性
4.2.12 PEC适配体传感器应用于鱼样品中的MC-LR检测
4.3 本章小结
第五章 池塘水样中MC-LR检测用氮杂石墨烯基光助自供能传感器的研究
5.1 实验部分
5.1.1 实验试剂
5.1.2 实验仪器
5.1.3 光阳极和光阴极的制备
5.1.4 光助自供能电化学传感平台的构筑
5.2 结果与讨论
5.2.1 光电极材料的TEM图
5.2.2 光助自供能平台的开路电压
5.2.3 不同阴极构建的自供能平台的电能输出
5.2.4 光助自供能传感平台的检测性能
5.2.5 光助自供能传感平台的作用机制
5.2.6 光助自供能传感平台的选择性和稳定性
5.2.7 光助自供能传感平台应用于池塘水样中MC-LR的检测
5.3 本章小结
第六章 农作物中MC-LR检测用氮杂石墨烯基纳米材料可见光光助自供能适配体传感器的研究
6.1 实验部分
6.1.1 实验试剂
6.1.2 实验仪器
6.1.3 光阳极和光阴极的制备
6.1.4 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的构筑
6.2 结果与讨论
6.2.1 光电极材料的XRD谱图
6.2.2 光电极材料的UV-vis DRS谱图
6.2.3 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的开路电位
6.2.4 不同阳极构建的自供能平台的电能输出
6.2.5 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的检测性能
6.2.6 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的响应机理探究
6.2.7 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的选择性和稳定性
6.2.8 自供能电化学适配体传感器应用于蔬菜样品中MC-LR的分析检测
6.3 本章小结
第七章 不同MC-LR传感器的性能与适应性对比分析
7.1 BN-GHs/Ru(bpy)3
2+基ECL适配体MC-LR传感器与其它ECL传感器的性能对比
7.2 不同PEC传感器对MC-LR检测的性能对比
7.3 不同自供能传感器对MC-LR检测的性能对比
7.3.1 检测构型
7.3.2 检测原理
7.3.3 检测性能
7.4 基于不同电化学传感技术构建的MC-LR传感器的性能对比
7.5 所构建的不同的MC-LR电化学传感体系的适应性
7.6 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士期间取得的学术成果
本文编号：3808302
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
1.1 微囊藻毒素概述
1.1.1 微囊藻毒素的形成、组成及危害
1.1.2 微囊藻毒素的污染
1.1.3 微囊藻毒素-LR的安全标准、检测方法及发展趋势
1.2 电化学传感器在微囊藻毒素-LR检测中的应用研究进展
1.2.1 电化学发光传感器在MC-LR检测中的应用
1.2.2 光电化学传感器在MC-LR检测中的应用
1.2.3 适配体传感器在微囊藻毒素-LR检测中的发展前景
1.3 氮杂石墨烯基纳米材料在电化学传感器中的应用研究进展
1.3.1 氮杂石墨烯基纳米材料在ECL传感器中的应用研究
1.3.2 氮杂石墨烯基纳米材料在PEC传感器中的应用研究
1.3.3 氮杂石墨烯基纳米材料在自供能电化学传感器中的应用研究
1.4 论文的选题及主要研究内容
第二章 农田水样中MC-LR检测用硼氮同杂石墨烯水凝胶基电化学发光适配体传感器的研究
2.1 实验部分
2.1.1 药品与试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 硼氮同杂的石墨烯水凝胶(BN-GHs)的制备
2.1.4 ECL适配体传感器的制备和检测过程
2.2 结果与讨论
2.2.1 新型的检测方法论和实验依据
2.2.2 二维与三维材料传感性能对比
2.2.3 ECL适配体传感器的发光机理
2.2.4 BN-GHs纳米材料的XPS表征
2.2.5 BN-GHs纳米材料的形貌表征
2.2.6 BN-GHs纳米材料的Raman表征
2.2.7 构建的适配体传感器的ECL性能
2.2.8 基于不同材料构建的适配体传感器的循环伏安和ECL性能
2.2.9 ECL适配体传感器的条件优化
2.2.10 ECL适配体传感器的检测性能
2.2.11 ECL适配体传感器的选择性
2.2.12 ECL适配体传感器应用于实际样中MC-LR的检测
2.3 本章小结
第三章 鱼样品中MC-LR检测用氮杂石墨烯-BiOBr基光电化学适配体传感器的研究
3.1 实验部分
3.1.1 药品与试剂
3.1.2 实验仪器
3.1.3 氮杂石墨烯的制备
3.1.4 氮杂石墨烯-溴化氧铋(NG-BiOBr)的制备
3.1.5 PEC适配体传感器的制备
3.1.6 电化学实验方法
3.1.7 用于MC-LR检测的鱼组织的制备、萃取及检测过程
3.2 结果与讨论
3.2.1 NG-BiOBr纳米复合物的形貌和结构表征
3.2.2 NG-BiOBr纳米复合物的Raman图谱
3.2.3 NG-BiOBr纳米复合物的XPS表征
3.2.4 UV–vis DRS测试
3.2.5 不同材料修饰的光电极的PEC性能和EIS表征
3.2.6 传感器制备过程的EIS表征和光电流性能
3.2.7 PEC适配体传感器的条件优化
3.2.8 PEC适配体传感器的分析表现和检测机理
3.2.9 PEC适配体传感器的选择性、重现性及稳定性
3.2.10 PEC适配体传感器应用于鱼样品中MC-LR的检测
3.3 本章小结
第四章 鱼样品中MC-LR检测用氮杂石墨烯-AgI基光电化学适配体传感器的研究
4.1 实验部分
4.1.1 药品与试剂
4.1.2 实验仪器
4.1.3 氮杂石墨烯-碘化银(NG-AgI)纳米复合物的制备
4.1.4 PEC适配体传感器的制备
4.2 结果与讨论
4.2.1 XRD谱图
4.2.2 NG-AgI纳米复合物的XPS表征
4.2.3 Raman表征
4.2.4 NG-AgI纳米复合物的形貌和元素表征
4.2.5 PEC适配体传感器的EIS表征
4.2.6 PEC适配体传感器的机理探究
4.2.7 PEC适配体传感器的机理验证
4.2.8 PEC性能表征
4.2.9 PEC适配体传感平台的条件优化
4.2.10 PEC适配体传感器应用于MC-LR检测
4.2.11 PEC适配体传感器的选择性、重现性和稳定性
4.2.12 PEC适配体传感器应用于鱼样品中的MC-LR检测
4.3 本章小结
第五章 池塘水样中MC-LR检测用氮杂石墨烯基光助自供能传感器的研究
5.1 实验部分
5.1.1 实验试剂
5.1.2 实验仪器
5.1.3 光阳极和光阴极的制备
5.1.4 光助自供能电化学传感平台的构筑
5.2 结果与讨论
5.2.1 光电极材料的TEM图
5.2.2 光助自供能平台的开路电压
5.2.3 不同阴极构建的自供能平台的电能输出
5.2.4 光助自供能传感平台的检测性能
5.2.5 光助自供能传感平台的作用机制
5.2.6 光助自供能传感平台的选择性和稳定性
5.2.7 光助自供能传感平台应用于池塘水样中MC-LR的检测
5.3 本章小结
第六章 农作物中MC-LR检测用氮杂石墨烯基纳米材料可见光光助自供能适配体传感器的研究
6.1 实验部分
6.1.1 实验试剂
6.1.2 实验仪器
6.1.3 光阳极和光阴极的制备
6.1.4 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的构筑
6.2 结果与讨论
6.2.1 光电极材料的XRD谱图
6.2.2 光电极材料的UV-vis DRS谱图
6.2.3 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的开路电位
6.2.4 不同阳极构建的自供能平台的电能输出
6.2.5 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的检测性能
6.2.6 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的响应机理探究
6.2.7 可见光光助自供能电化学适配体传感平台的选择性和稳定性
6.2.8 自供能电化学适配体传感器应用于蔬菜样品中MC-LR的分析检测
6.3 本章小结
第七章 不同MC-LR传感器的性能与适应性对比分析
7.1 BN-GHs/Ru(bpy)3
2+基ECL适配体MC-LR传感器与其它ECL传感器的性能对比
7.2 不同PEC传感器对MC-LR检测的性能对比
7.3 不同自供能传感器对MC-LR检测的性能对比
7.3.1 检测构型
7.3.2 检测原理
7.3.3 检测性能
7.4 基于不同电化学传感技术构建的MC-LR传感器的性能对比
7.5 所构建的不同的MC-LR电化学传感体系的适应性
7.6 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士期间取得的学术成果
本文编号：3808302
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