MOFs基电化学传感器的构建及应用 汪庆祥,邱玮玮,高凤 编 专业科技 文轩网

第1章 MOFs及其电化学传感应用研究进展 001
1.1 MOFs的结构特征及发展 003
1.2 MOFs的合成策略 005
1.2.1 原料选择 005
1.2.2 合成方法 005
1.3 MOFs的物化属性 007
1.3.1 高比表面积及高孔隙率 007
1.3.2 结构多样性 008
1.3.3 孔结构可调节性 008
1.3.4 开放金属位点 009
1.3.5 高电化学/电催化活性 010
1.4 MOFs基电化学传感器 010
1.4.1 电化学传感器定义及工作原理 010
1.4.2 MOFs在电化学传感领域的应用 011
参考文献 023
第2章 MOFs基环境污染物的电化学传感分析 029
2.1 锰-对苯二甲酸MOF对Pb2+ 的高选择性吸附及电化学传感应用 031
2.1.1 概述 031
2.1.2 锰-对苯二甲酸[Mn(tpa)]及其单壁碳纳米管(SWCNTs)复合物的制备 032
2.1.3 Mn(tpa)-SWCNTs修饰电极的制备 034
2.1.4 重金属离子与Mn(tpa)相互作用的理论模型 034
2.1.5 Mn(tpa)-SWCNTs复合材料形貌和结构表征 034
2.1.6 Mn(tpa)-SWCNTs修饰电极的电化学表征 036
2.1.7 Pb2+ 与Mn(tpa)结合的电化学研究及理论模型 038
2.1.8 Pb2+ 电化学传感性能 041
2.1.9 工业废水和血清实际样品中的Pb2+ 传感应用 044
2.1.10 展望 045
2.2 ZIF-8对重金属离子溶出伏安响应的增强效应及传感分析应用 045
2.2.1 概述 045
2.2.2 ZIF-8材料合成及ZIF-8-CS分散液的制备 047
2.2.3 ZIF-8修饰电极的构建 047
2.2.4 电化学检测 048
2.2.5 ZIF-8的物理表征 048
2.2.6 ZIF-8修饰电极的电化学表征 050
2.2.7 ZIF-8对重金属离子溶出伏安响应的增强效应 051
2.2.8 检测条件优化 053
2.2.9 传感器的性能分析及抗干扰实验 055
2.2.10 稳定性、重现性和可再生性 056
2.2.11 真实水样中重金属的同时检测 057
2.2.12 展望 058
2.3 HKUST-1的原位电合成及其在苯二酚异构体传感检测中的应用 058
2.3.1 概述 058
2.3.2 SWCNT修饰电极的制备 059
2.3.3 SWCNT修饰电极表面电化学原位合成HKUST-1 060
2.3.4 HKUST-1/SWCNT修饰电极的形貌和结构表征 061
2.3.5 HKUST-1/SWCNT电化学行为研究 063
2.3.6 苯二酚异构体在HKUST-1/SWCNT修饰电极上的电化学行为 064
2.3.7 苯二酚异构体的电化学参数 065
2.3.8 条件优化与传感分析性能 067
2.3.9 传感器的选择性和稳定性 067
2.3.10 不同实际水样中苯二酚异构体分析应用 068
2.3.11 展望 069
2.4 基于铜-均苯三甲酸MOF/石墨烯的苯二酚异构体检测技术 070
2.4.1 概述 070
2.4.2 壳聚糖-氧化石墨烯分散液制备和铜-均苯三甲酸[Cu3(btc)2]合成/072
2.4.3 Cu3(btc)2 在电还原氧化石墨烯(ERGO)修饰电极上的共价固定/072
2.4.4 量化计算 073
2.4.5 Cu3(btc)2 的形貌和结构表征 073
2.4.6 Cu3(btc)2 修饰电极的SEM 和AFM 表征 073
2.4.7 Cu3(btc)2/ERGO修饰电极的电化学行为 076
2.4.8 Cu3(btc)2 对苯二酚异构体的电化学识别和量子化学计算 076
2.4.9 苯二酚异构体在传感界面上的电化学动力学参数 079
2.4.10 Cu3(btc)2 基传感界面用于苯二酚异构体的同时检测 082
2.4.11 抗干扰实验 085
2.4.12 重现性和稳定性 085
2.4.13 不同实际水样中的苯二酚异构体检测应用 085
2.4.14 展望 086
参考文献 086
第3章 MOFs基生物活性小分子电化学传感器 093
3.1 普鲁士蓝-石墨烯复合物用于巨噬细胞释放过氧化氢的监测 095
3.1.1 概述 095
3.1.2 氧化石墨烯在玻碳电极表面的共价固定 096
3.1.3 普鲁士蓝在氧化石墨烯表面的原位生长 096
3.1.4 修饰电极的形貌和结构表征 098
3.1.5 修饰电极的电化学行为 101
3.1.6 修饰电极对H2O2 的电化学催化活性 102
3.1.7 巨噬细胞释放H2O2 的实时检测 105
3.1.8 展望 106
3.2 花状石墨烯@HKUST-1一锅合成及过氧化氢无酶传感应用 107
3.2.1 概述 107
3.2.2 溶剂热还原氧化石墨烯@HKUST-1(SGO@HKUST-1)的制备 109
3.2.3 SGO@HKUST-1修饰电极的制备 109
3.2.4 活细胞释放H2O2 的实时监测 110
3.2.5 SGO@HKUST-1的物性表征 110
3.2.6 SGO@HKUST-1的电化学行为及其对H2O2 的电催化还原性能/114
3.2.7 传感器的H2O2 分析性能 118
3.2.8 传感器的选择性、重现性、稳定性 119
3.2.9 传感器的血清和细胞实际样品检测能力 120
3.2.10 展望 122
3.3 基于铜-对苯二甲酸MOF/石墨烯的多巴胺和对乙酰氨基酚传感技术 123
3.3.1 概述 123
3.3.2 铜-对苯二甲酸MOF-氧化石墨烯[Cu(tpa)-GO]纳米复合材料的制备/124
3.3.3 Cu(tpa)-ERGO修饰GCE的制备 124
3.3.4 电化学检测 124
3.3.5 Cu(tpa)-GO材料的物性表征 125
3.3.6 Cu(tpa)-ERGO的电化学性能 128
3.3.7 Cu(tpa)-ERGO的电催化性能 130
3.3.8 多巴胺和对乙酰氨基酚的电化学参数 131
3.3.9 多巴胺和对乙酰氨基酚的同时检测 132
3.3.10 抗干扰检测 134
3.3.11 血清和尿液实际样品的分析应用 135
3.3.12 展望 135
3.4 基于镍-对苯二甲酸MOF/碳纳米管的无酶葡萄糖传感检测技术 136
3.4.1 概述 136
3.4.2 三维花状镍(Ⅱ)-对苯二甲酸[Ni(tpa)]的合成 138
3.4.3 Ni(tpa)-SWCNT复合物及其修饰电极的制备 139
3.4.4 Ni(tpa)-SWCNT复合材料的物理表征 139
3.4.5 Ni(tpa)-SWCNT的电化学行为 142
3.4.6 Ni(tpa)-SWCNT对葡萄糖的电催化氧化性能 144
3.4.7 传感器的葡萄糖分析性能 147
3.4.8 血清样实际样品中葡萄糖含量的检测 150
3.4.9 展望 151
参考文献 152
第4章 MOFs基核酸杂交/免疫传感检测技术 157
4.1 UiO-66作为信号分子载体的核酸适配体电化学传感器 159
4.1.1 概述 159
4.1.2 UiO-66纳米颗粒的合成 160
4.1.3 电化学生物传感界面的构建 160
4.1.4 电化学传感检测 161
4.1.5 适配体传感器的设计理念和传感机制 161
4.1.6 UiO-66的物性表征 163
4.1.7 传感器制备过程的电化学表征 164
4.1.8 UiO-66基适配体传感器用于赭曲霉毒素A(OTA)检测的可行性研究/165
4.1.9 实验条件的优化 168
4.1.10 传感器的分析检测性能 169
4.1.11 传感器的再生性能 170
4.1.12 传感器的特异性和葡萄酒实际样品分析 171
4.1.13 展望 172
4.2 基于杂交反应对普鲁士蓝信号抑制的miRNA-122传感检测技术 173
4.2.1 概述 173
4.2.2 纳米金-普鲁士蓝(AuNPs/PB)修饰电极的电化学制备 174
4.2.3 DNA电化学传感界面的制备 175
4.2.4 传感界面的物性表征 175
4.2.5 PB修饰电极的电化学行为 178
4.2.6 实验条件优化 180
4.2.7 miRNA-122杂交分析性能 180
4.2.8 传感器选择性、重现性 183
4.2.9 血清实际样品分析 184
4.2.10 展望 185
4.3 基于MIL-101(Fe)纳米酶性能的肌钙蛋白Ⅰ电化学免疫传感器 185
4.3.1 概述 185
4.3.2 MIL-101(Fe)的合成 187
4.3.3 MIL-101(Fe)/氨基化石墨烯修饰电极的制备 187
4.3.4 肌钙蛋白传感器的制备 188
4.3.5 免疫检测及电化学检测 188
4.3.6 MIL-101(Fe)的物理表征 189
4.3.7 传感界面的电化学表征及电催化性能 190
4.3.8 实验条件优化 192
4.3.9 cTnⅠ的电化学免疫分析性能 194
4.3.10 传感器的选择性、重现性和稳定性 195
4.3.11 实际血清样品中cTnⅠ的测定 196
4.3.12 展望 197
4.4 基于柔性铜-反式-1，4-环己烷二羧酸MOF的凝血酶传感器 197
4.4.1 概述 197
4.4.2 铜-反式-1，4-环己烷二羧酸MOF的合成 199
4.4.3 铜-反式-1，4-环己烷二羧酸MOF基传感界面的构建 199
4.4.4 电化学测量 200
4.4.5 Cu2(CHDC)2 的物性表征 200
4.4.6 传感界面的原子力显微镜和电化学表征 202
4.4.7 传感器的电化学行为 205
4.4.8 实验条件优化 205
4.4.9 传感器的分析性能 207
4.4.10 传感器的选择性、重现性和稳定性 208
4.4.11 血清实际样品的分析 209
4.4.12 展望 210
参考文献 210