基于三维网状石墨烯纳米材料修饰电极的植物激素电化学传感方法研究

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吲哚-3-乙酸(IAA)和水杨酸(SA)是由植物产生并参与植物体内各种生理活动的重要激素,它们影响植物生长发育的整个过程。因此,对多种植物激素的快速检测显得至关重要。电化学传感方法检测快速、灵敏且易操作,近年来受到广泛关注。本文以IAA和SA作为检测对象,使用石墨烯水凝胶(GH),金纳米粒子掺杂的石墨烯水凝胶(AuNPs-GH)作为电极修饰材料分别构建了两种选择性好、易操作、稳定性好、重复性高的灵敏电化学传感界面,实现了对IAA和SA的检测,具体研究内容如下:一、GH纳米材料修饰电极同时检测IAA和SA。将氧化石墨烯(GO)与抗坏血酸钠混合溶液加入高压釜中,在90℃下反应3 h,冷冻干燥后获得GH粉末。通过配置GH溶液并修饰在玻碳电极(GCE)上,成功制备了GH电化学传感器(GH/GCE),可用于同时检测IAA和SA。通过循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)研究了IAA和SA在修饰电极表面的电催化行为。结果表明,IAA(0.78 V vs.Ag/AgCl)和SA(1.0 V vs.Ag/AgCl)的氧化反应发生在不同电位,这使得GH/GCE能够同时检测IAA和SA。在最佳条件下,GH/GCE对IAA和SA的线性响应范围为4200μM,检测限(S/N=3)为1.42μM(IAA)和2.80μM(SA)。该传感器具有良好的选择性和稳定性,可用于蔬菜样品中IAA和SA的检测,结果令人满意。二、AuNPs-GH复合纳米材料修饰电极对IAA和SA的测定。将氧化石墨烯(GO),氯金酸(HAuCl4)和三乙烯四胺(TETA)混合溶液加入高压釜中,置于180℃下反应12 h,冷冻干燥后获得AuNPs-GH粉末。通过配制AuNPs-GH溶液修饰于GCE上,成功构建了用于检测IAA和SA的电化学传感器。所制备的复合纳米材料AuNPs-GH具有比单一的GH或者AuNPs更大的比表面积和催化性质。本章优化了IAA(0.8 V vs.Ag/AgCl)和SA(1.25 V vs.Ag/AgCl)的电位、金纳米粒子的含量、水热反应温度等条件,并通过电流-时间法(i-t)检测IAA和SA。在最佳条件下,AuNPs-GH/GCE在0.84μM和4128μM范围内对IAA呈现线性关系,在0.88.4μM和8.4188.4μM范围内对SA呈现线性关系。检测限(S/N=3)为0.21μM(IAA)和0.22μM(SA)。该传感器具有良好的灵敏度和稳定性。通过加标回收实验,证明该方法可靠。
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