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《浙江大学》 2003年
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基于电化学技术的重金属离子的检测和乳酸传感器的研究

童基均  
【摘要】: 电化学分析技术已越来越引起分析者的重视,而其中的电化学传感器由于在生物医学、环境分析领域中的应用拓展已成为当前电化学研究的焦点。 开发便携式的、适用于现场检测和便于操作的检测仪器是我们的主要目标。而平面印刷电极技术的出现使得这样的检测系统成为可能。平面印刷技术为大规模生产廉价和重复性良好的电极提供了很好的方法。由于碳材料的可塑性和良好的导电性以及比较低的成本,具备了印刷生产的条件,结合现代丝网印刷技术,可以保证印刷电极的稳定性和一致性。 重金属即使在微量存在的情况下对人类也会产生极大的危害,尤其由于他们的不可生物降解性,重金属以各种形态长期存在,所以对他们的检测就变的尤为必要。 测量血液中的乳酸的含量非常重要。一方面可以揭示某些疾病的严重程度,另一方面可以指导糖尿病患者适当服用降糖灵,过量服用降糖灵会引起糖酵解,使乳酸的含量升高,引起酸中毒,危及患者的生命。乳酸的检测在运动医学和食品科学中也有广泛的应用。 本论文中我们对平面印刷碳电极在重金属离子检测和乳酸检测中的应用进行了广泛研究,开发了基于平面印刷碳电极的电化学离子传感器和电化学生物传感器。并对传感器的检测条件进行研究和优化,对传感器的特性进行评价。 同时我们通过对电极过程及其动力学特征的分析,对酶促反应机理的研究,建立酶电极反应体系的动力学模型,仿真、指导我们的研究。我们建立的电极i-t暂态响应模型能够比较真切的反应整个电极反应过程,很好的模拟我们的实验。 将新型功能材料应用到传感器的开发能够极大的促进传感技术的发展。碳纳米管是上世纪90年代才被发现的一种碳结构。由于其特殊的结构,纳米碳管修饰电极具有明显的促进生物分子的电子传递作用。我们将平面印刷电极用碳纳米管进行修饰,并进行电化学表征,结果表明经过预处理后碳纳米管对于酶反应体系有很好的催化作用。 最后,我们将研制的电极进行污水中重金属离子的检测和临床实验,取得了理想的效果。
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