摘要
电化学传感已经成为一个引起研究者广泛关注、蓬勃发展的领域。如今，随着电化学分析研究的不断深入，电化学传感器在疾病标志物、生物小分子、环境污染物有机分子等方面的检测应用越来越广泛。基于电化学装置易于操作、成本低廉、灵敏度高等特点，电化学传感在环境卫生、医疗健康等领域越发应用广泛。材料学的发展促进了电化学分析的进步，选择优异的电极材料进行电极改性，可以大大提高构建的电化学传感器的检测性能。 金属-有机框架（Metal-OrganicFrameworks,MOFs）作为一类新兴的热门材料之一，由于其多孔性、高比表面积、孔尺寸可调、多功能性、物理和化学稳定性等特点，在能源转化与存储（析氧、电解水、二氧化碳还原、锂电池等）、生物医疗领域（生物传感、生物治疗、生物成像）、有毒气体检测、气体分离等领域应用广泛。由于MOF多孔有序性，有机配体可以提供丰富的异原子源。通过碳化MOF前体得到碳材料，往往继承前体MOF的有序结构特点，且具有丰富的异原子掺杂。这样的碳材料相较于无规则形状的多孔碳，具有更高的比表面积、更优的化学物理稳定性。以其构建的传感器有望表现出更优异的电催化活性和检测表现力。本文利用MOFs衍生的碳材料作为电极材料，构建了三种电化学传感器分别用于N-乙酰对氨基酚（Acetaminophen,APAP）、尿酸（Uricacid,UA）、多巴胺（Dopamine,DA）检测。主要工作内容如下： 1.以ZIF-8作为前体物质，利用聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone,PVP）辅助的限域碳化方法得到的多孔碳（P-NC）用于电极材料。P-NC多孔碳的孔尺寸层级分布、N原子掺杂等特性有利于传感器电催化能力的提高。DPV方法被用于检测APAP。构建的P-NC/GCE能够被用于检测APAP，检测结果拥有宽的线性检测范围、高的检测灵敏度、另人满意的检测限，检测限LOD=0.5μM。并且，P-NC/GCE被用于在尿液样品中检测APAP。所以，本章工作的研究结果对相应分析物检测应用具有一定的参考价值。 2.构建了一种基于氮、钴掺杂的多孔碳（CNCo）电极材料的电化学传感器，该传感器是通过直接对双金属-有机框架（BMZIF）纳米晶体进行碳化而制备，并用于测定人血液样品中的UA。由于制备的改性CNCo/GCE电极比GCE电极具有更高的比表面积、更大的孔体积和更分散的活性位点，对UA的氧化具有更好的电催化活性，峰值响应电流也高于GCE电极。此外，CNCo/GCE传感器表现出良好的抗干扰能力、长期稳定性、良好的重现性和重复性。在用于实际样品中UA的检测实验中，也获得了令人满意的回收率。所有这些结果表明，所提出的方法有望成为分析实际应用的一个潜在候选。 3.设计了提供一种新型的比率型电化学传感器用于检测DA。在前两章工作的基础上，本章利用ZIF-8高温碳化后的氮掺杂多孔碳（NC）作为电极材料，之后，通过筛选合适的内参物质，决定引入亚甲基蓝（Methyleneblue,MB）（一种噻嗪染料，常用于氧化还原指示剂）作为内参用于检测过程中提供内置矫正。亚甲基蓝分子通过π-π堆叠与疏水作用组装至NC表面，实现电极材料的功能化。将得到的自组装的MB@NC复合物滴涂在裸玻碳电极表面用于DA的检测。
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