新型纳米光电化学传感界面的构筑

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1、分类号密级硕士学位论文题目：新型纳米光电化学传感界面的构筑英文并列题目：Fabricationofnewphotoelectrochemicalsensinginterfacesbasedonnanomaterials研究生：顾甜甜专业：分析化学研究方向：生物与食品分析环境分析导师：王光丽指导小组成员：吴秀明学位授予日期：答辩委员会主席：夏咏梅江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进斤的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经

2、发表或撰写过的妍究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：后聲．為｜為）日期：兴占年＾／月Ｓ日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进巧检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容

3、相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：化知１糾导师签名：王＾别戸日期６Ｓ：年月日摘要摘要光电化学分析是最近几年出现并得到快速发展的一种新兴分析方法，其检测过程与电致化学发光相反。不同形式的激发和检测信号的采用，大大降低了其背景信号。光电化学分析法具有设备简单、分析成本低、响应快和灵敏度高等优点，因此它是一种具有极大发展潜力和前景的分析方法。半导体纳米材料由于表面效应、量子限域效应等的存在，拥有不同于本体材料的光电化学性能，而被广泛用于制备光电化学传感器。目前，光电化学传感器的研究还处于起步阶段，光电活性材料与检测模式比较有限

4、，且大多数光电化学检测都依靠n型半导体材料构成的光电阳极。本论文研制了两种新型阴极光电材料，根据新的作用机理，制成五种基于纳米半导体材料的光电化学传感器，2+分别实现了对双氧水（H2O2）、铅离子（Pb）、碱性磷酸酶（ALP）、酪氨酸酶（TR）和甲胎蛋白（AFP）的测定。本文主要研究内容如下：1.基于氯化血红素（hemin）敏化NiO光电阴极的光电化学双氧水传感器本章设计了一种新型、灵巧、自控制备的基于hemin敏化的NiO光电阴极。以水热法在ITO上制备NiO，hemin通过羧基络合到NiO表面，制成ITO/NiO/hemin电极。与NiO相比，此电极在

5、可见光照射下光电流响应增强。H2O2作为电子受体接受激发态hemin上的电子，使ITO/NiO/hemin电极的阴极光电流增强。由此建立了一种简单、灵敏、选择性检测H2O2的光电化学传感器。H2O2检测的线性范围为0.5–500.0μmol/L，检测限为0.1μmol/L。此外，该方法成功用于眼药水和牛奶中H2O2的检测，其结果令人满意。2.基于原位生成光敏剂的光电化学铅离子传感器2++利用Pb诱导嵌入hemin的K稳定的G-四链体结构改变，原位释放hemin敏化p型NiO电极，形成自控制备的光电阴极，提高阴极光电流，释放的hemin越多，敏化效2+2+果

6、越好，光电流越大，基于此我们构建了灵敏检测Pb的光电化学传感器。Pb浓度在2+20.0–1500.0nmol/L范围内，阴极光电流随Pb浓度的增大而线性增大，检测限为4.0nmol/L。该方法不仅打开了光电阴极（自控制备）在金属离子传感方面的应用，而且引入了一种新的光电化学构建方法（原位生成光敏剂）。3.基于原位氧化还原反应高灵敏检测ALP、TR及AFP的光电化学传感器邻苯二酚（CA）与氧化石墨烯（GO）修饰电极发生氧化还原反应，将GO还原的同时自身生成聚合物吸附到还原石墨烯表面，使阴极光电流增大。另外ALP能催化邻苯二酚磷酸酯（OPP）水解产生CA。基于

7、此我们构建了一个高灵敏检测ALP的传感器，检测限为0.0013U/L。将该方法扩展到AFP的免疫分析上。在酶反应与杂交连锁反应的共同作用下，实现了对AFP的超灵敏检测，检测限低至0.15fg/mL（S/N=3）。基于同样的原理，左旋多巴将GO还原的同时自身氧化成聚合物作为电子受体吸附到电极表面，引起阴极光电流增大，同时TR又可以催化酪氨酸氧化生成多巴，从而实现了对TR的检测，检测限为0.09U/L。以上检测方法灵敏度高、选择性好，此外，生物识别元素都无需在电极表面上固定和标记。关键词：光电化学；光电阴极；传感器；NiO/hemin；GOIAbstractA

8、bstractPhotoelectrochemical(PEC)a