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电化学传感器的优点有灵敏度高、分析速度快、操作简便、易微型化、成本较低、可连续在线检测等,这使得它逐渐在各领域得到广泛利用。酶生物传感器是电化学传感器的一个重要组成部分,其对目标底物有极高的选择性,而金属有机骨架(MOFs)是将含金属离子的次级结构单元与有机配体连接起来,其中金属离子作为骨架的结点,通过强配位键与配体生成具有永久孔隙的晶体框架。MOFs具有高的比表面积,并且可以通过控制有机配体的种类或大小来调整MOFs的孔径,而且MOFs材料末端连接很多含氧或含氮官能团,使得它很容易与其他材料进行修饰,当MOFs材料与其他纳米导电材料复合时可以很好地改善其导电性差的缺点,提高电化学检测的灵敏度,因此MOF复合材料材料是酶生物传感器的优良载体。本文基于ZIF-8及其复合材料作为电极修饰材料,构建了电化学性质优异且稳定的电化学酶传感器,并用于所选酶的底物的检测。主要内容包括:(1)首先在ZIF-8晶体生长过程中掺入PVP分散的碳纳米管(CNT)合成出ZIF-8/CNT纳米空腔复合材料,接下来运用一锅法将葡萄糖氧化酶(GOD)和葡萄糖脱氢酶(GDH)分别封装进ZIF-8/CNT空腔内部,以此构建了葡萄糖电化学生物传感器。在GOD@ZIF-8/CNT催化葡萄糖氧化反应的过程中,葡萄糖浓度范围在0.96.0 mM,FAD/FADH2的氧化还原峰电流与葡萄糖浓度增加呈现良好的线性趋势,R2可达0.975,并且该酶传感器表现出良好的选择性和重现性。对于GDH@ZIF-8/CNT催化葡萄糖氧化反应中,选择0.1 mM次甲基绿作为电子媒介体,葡萄糖浓度范围控制在0.95.0 mM之间,次甲基绿的氧化还原峰随葡萄糖浓度的增加呈比例增大,电流信号与浓度之间也呈现出良好线性关系,R2为0.993。该生物传感器有着高的选择性和重现性,为电化学检测葡萄糖提供了一种可靠、灵敏的方法。(2)通过制备出PVP分散的金纳米粒子(AuNPs),接着以ZIF-8为模板,运用一锅法将AuNPs封装进ZIF-8腔体内部,最后将漆酶固定到Au@ZIF-8修饰的GCE电极表面,从而建立一种检测ABTS与邻苯二胺的电化学方法。AuNPs封装进ZIF-8空腔内部可以有效利用ZIF-8特殊结构特点并且进一步增强复合材料的电子传导能力。用CV法测试漆酶/AuNPs@ZIF-8修饰电极对ABTS与邻苯二胺有良好的电催化能力,ABTS(0.12 mM,R2=0.9928)与邻苯二胺(0.0151 mM,R2=0.9929)得到良好的线性以及较低的检出限,之后又对该电极的选择性、稳定性以及重复性进行测试,同样有不错的结果。通过用漆酶/Au@ZIF-8对ABTS和邻苯二胺的成功检测,证明该电极在实际应用中具有很高的应用价值。(3)通过HF蚀刻的方法制备了多层MXene,接下来利用超声剥离的方法又得到了少层的MXene,利用线性阳极溶出伏安法分别对三种重金属离子进行电化学检测,得到了良好的线性方程,其中Cu2+检测范围0.02μg/mL1.0μg/mL,R2=0.9908,Hg2+检测范围0.05μg/mL2.0μg/mL,R2=0.9920,Cd2+检测范围0.02μg/mL1.0μg/mL,R2=0.9920,用MXene检测三种金属离子时表现出良好的灵敏度与重现性。当三种金属离子同时存在时,观察到三种金属离子的峰可以很好的分离,表明三种金属离子可以进行同时检测,本次实验证明了新型二维纳米材料MXene在电化学检测重金属离子中的潜在应用。