《電化學傳感器的構建與應用》全書共分為7章,主要內容包括:緒論(第1章)、電分析化學方法與原理(第2章)、電化學傳感器界面材料(第3章)、電化學傳感器界面修飾方法(第4章)、電化學傳感器界面的表征技術(第5章)、電化學傳感器在生物分子檢測、環境激素檢測中的應用(第6、7章)。全書概述了近年在國內外期刊發表的重要的電化學傳感器研究成果,并結合電分析化學原理及理論,以作者近年來從事電化學傳感器的構建及電分析化學研究成果作為示例,對電化學傳感器的構建及其在生物和環境領域中的應用進行總結,系統闡述了電化學傳感器的分析原理、構建方法、界面表征方法等內容。
《電化學傳感器的構建與應用》可供從事電化學傳感器以及電分析化學方向的科研人員參考閱讀。
武海,阜陽師范大學,教授,碩士生導師,中青年骨干教師,省級教壇新秀。現于阜陽師范大學化學與材料工程學院。2007年于首都師范大學獲理學碩士學位,2012年于中山大學獲理學博士學位,2016-2017年于美國弗吉尼亞理工學院暨州立大學從事高級訪問學者。
主要研究方向:生物電分析化學,涉及仿生界面與生物傳感構建、環境污染物的檢測與分析。
主持國家自然科學基金1項,安徽省自然科學基金1項,安徽省高等學校自然科學基金重大項目1項、一般項目1項,阜陽市政府-阜陽師范學院橫向合作項目重大項目1項,湖南大學國家重點實驗室開放課題1項,安徽省高校青年人才支持計劃重點項目1項,安徽省高校自然科學基金1項。已在Anal. Chem., Chem. Commun., Biosens. Bioelectron., Electrochim. Acta, Sensor Actuat B-Chem, Talanta等國際高水平期刊發表論文49篇,其中SCI收錄論文33篇(一區9篇,二區7篇)。
第1章緒論
1.1 電化學傳感器的發展 1
1.2 電化學傳感器的特點 2
1.3 電化學傳感器在分析化學領域的意義 3
參考文獻 3
第2章電分析化學方法與原理
2.1 電分析化學方法的分類 4
2.2 電位分析法 5
2.2.1 電位型電極分類 5
2.2.2 電位分析定量方法 14
2.3 電解分析法和庫侖分析法 17
2.3.1 電解分析法 17
2.3.2 庫侖分析法 19
2.4 極譜法和伏安法 20
2.4.1 理論基礎 21
2.4.2 直流極譜法 24
2.4.3 伏安法 27
參考文獻 28
第3章電化學傳感器界面材料
3.1 基于生物酶分子的界面 30
3.1.1 葡萄糖氧化酶 30
3.1.2 辣根過氧化酶 32
3.2 基于生物蛋白質分子的界面 34
3.2.1 血紅蛋白 34
3.2.2 肌紅蛋白 36
3.2.3 細胞色素c 37
3.2.4 天青蛋白 41
3.3 金屬納米材料 42
3.3.1 納米金 42
3.3.2 納米鉑 43
3.3.3 納米銀 47
3.3.4 金屬氧化物 50
3.4 碳納米材料 63
3.4.1 碳納米管 64
3.4.2 石墨烯 69
3.4.3 介孔碳 87
3.4.4 富勒烯 99
參考文獻 107
第4章電化學傳感器界面修飾方法
4.1 共價鍵合法 122
4.1.1 活性基團的引入 122
4.1.2 化學鍵合法在修飾電極過程中的應用 123
4.2 滴涂法 125
4.3 包埋法 128
4.4 自組裝法 128
4.5 聚合物薄膜法 131
4.6 碳糊電極 133
參考文獻 134
第5章電化學傳感器界面的表征技術
5.1 掃描電子顯微鏡表征技術 137
5.1.1 掃描電鏡的工作原理 137
5.1.2 掃描電鏡的基本特點 137
5.1.3 掃描電鏡的基本構造 138
5.1.4 掃描電鏡的性能參數 139
5.1.5 掃描電鏡樣品的制備 140
5.1.6 掃描電鏡在電化學界面表征中的應用 141
5.2 透射電子顯微鏡表征技術 145
5.2.1 透射電鏡的基本構造 146
5.2.2 透射電鏡的性能參數 149
5.2.3 透射電鏡樣品的制備 150
5.2.4 透射電鏡的電子衍射 151
5.2.5 透射電鏡在電化學傳感器表征中的應用 151
5.3 紫外-可見吸收光譜表征技術 155
5.3.1 朗伯-比耳定律 155
5.3.2 有機化合物紫外-可見吸收光譜的產生類型 155
5.3.3 無機化合物紫外-可見吸收光譜的產生類型 157
5.3.4 影響紫外-可見吸收光譜的因素 158
5.3.5 紫外-可見吸收光譜在電化學傳感器表征中的應用 162
5.4 紅外吸收光譜表征技術 166
5.4.1 紅外光區 166
5.4.2 紅外吸收光譜分子振動形式 167
5.4.3 紅外吸收光譜的吸收峰 167
5.4.4 紅外吸收光譜樣品的制備 168
5.4.5 紅外吸收光譜法在電化學傳感器表征中的應用 168
5.5 電化學表征技術 171
5.5.1 循環伏安法 171
5.5.2 差分脈沖伏安法 174
5.5.3 計時電流法 175
5.5.4 交流阻抗法 177
5.6 結論 179
參考文獻 179
第6章電化學傳感器在生物分子檢測中的應用
6.1 抗壞血酸、多巴胺和尿酸的性質 183
6.2 電化學傳感器檢測多巴胺 184
6.3 非酶電化學傳感器檢測多巴胺示例 186
6.3.1 Nafion/Pt/MC/GCE傳感器的制備 187
6.3.2 Nafion/Pt/MC/GCE傳感器的表征 187
6.3.3 Nafion/Pt/MC/GCE傳感器的電化學行為 188
6.3.4 Nafion/Pt/MC/GCE傳感器對多巴胺的催化 189
6.3.5 Nafion/Pt/MC/GCE傳感器的性能研究 190
6.4 電化學傳感器檢測抗壞血酸 191
6.4.1 抗壞血酸在裸電極上的電化學行為 192
6.4.2 聚合物修飾電極對抗壞血酸的電催化分析 192
6.4.3 金屬氧化物修飾電極對抗壞血酸的電催化分析 193
6.4.4 碳納米材料修飾電極對抗壞血酸的電催化分析 194
6.5 電化學傳感器檢測抗壞血酸示例 195
6.5.1 電化學傳感器的制備 195
6.5.2 傳感器的形貌表征 195
6.5.3 YD與GO相互作用的光譜表征 196
6.5.4 YD與GO相互作用的DFT計算研究 197
6.5.5 傳感器的電化學表征 198
6.5.6 傳感器的電催化分析 199
6.5.7 傳感器的性能評價 200
6.6 電化學傳感器檢測尿酸 202
6.7 電化學傳感器同時檢測多巴胺、抗壞血酸和尿酸 204
6.8 DNA電化學傳感器的應用 206
6.8.1 基于共價鍵合法構建DNA電化學傳感器 207
6.8.2 基于靜電吸附法構建DNA電化學傳感器 208
參考文獻 209
第7章電化學傳感器在檢測環境激素中的應用
7.1 環境激素的種類 217
7.2 環境激素檢測技術概況 218
7.3 傳感技術在環境激素檢測中的應用 218
7.4 電化學傳感器在重金屬類環境激素檢測中的應用 219
7.4.1 Hg2+電化學傳感器 219
7.4.2 Pb2+電化學傳感器 221
7.4.3 其它重金屬離子電化學傳感器 225
7.5 電化學傳感器在農藥類環境激素檢測中的應用 227
7.6 雙酚A電化學傳感器 229
7.7 多環芳烴電化學傳感器 232
參考文獻 235