研究目的
开发一种基于激光刻划石墨烯(LSG)技术与分子印迹聚合物(MIPs)相结合的简易、无掩模、低成本印迹传感器,用于水和塑料样品中双酚A(BPA)的灵敏、选择性检测。
研究成果
所开发的LSG-MIP传感器对双酚A检测表现出高灵敏度和选择性,检测限为8 nM。该传感器成功应用于自来水、矿泉水及塑料样品中的BPA检测。LSG技术与分子印迹聚合物的结合为BPA检测提供了一种实用、低成本且高效的方法。
研究不足
石墨烯材料的柔软特性可能导致表面划伤,从而降低耐用性并损害电性能。所提出的传感器具有适中的可重复使用性,在四次测量后氧化电流出现衰减。
1:实验设计与方法选择
本研究将激光诱导石墨烯(LSG)技术与分子印迹聚合物(MIPs)结合用于双酚A(BPA)检测。采用CO?激光器在柔性聚酰亚胺薄膜上制备LSG电极,并以BPA为模板分子,通过印迹聚吡咯对LSG电极进行功能化修饰。使用拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对传感器进行表征,通过循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)进行电化学测量。
2:样本选择与数据来源
以BPA作为目标分析物,实际样本包括自来水、矿泉水及塑料样品(聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。
3:实验设备与材料清单
CO?激光器(Universal Laser Systems? PLS6.75)、聚酰亚胺薄膜(Kapton)、吡咯单体、BPA、乙酸、甲醇、PBS片剂、电化学测量工作站(Palmens, 4)、场发射扫描电镜(FESEM, Carl Zeiss, Merlin)、拉曼光谱仪(LabRAM ARAMIS)、X射线衍射仪(Bruker Corporation, D8 ADVANCE)。
4:实验流程与操作步骤
1. 使用CO?激光器制备LSG电极;2. 通过印迹聚吡咯对LSG进行功能化;3. 采用拉曼光谱、SEM、XRD和AFM对传感器进行表征;4. 优化实验条件(吡咯浓度、聚合循环次数、BPA浓度、孵育时间);5. 进行CV和DPV电化学测量;6. 将传感器应用于实际样本检测。
5:数据分析方法
使用PSTrace 5.5软件分析电化学数据,基于电化学响应评估传感器的灵敏度和选择性。
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CO2 laser
PLS6.75
Universal Laser Systems
Used to pattern conductive and multilayer graphene directly on commercial PI sheet.
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FESEM
Merlin
Carl Zeiss
Used to investigate electrode surface morphology.
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X-ray diffractometer
D8 ADVANCE
Bruker Corporation
Used to record X-ray diffraction data.
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Polyimide sheet
Kapton
Utech Products
Substrate for the fabrication of three electrode sensing system.
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Electrochemical measurement workstation
Palmens, 4
Used for electrochemical tests.
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Raman spectrometer
LabRAM ARAMIS
Horiba Scientific
Used to obtain Raman spectra.
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