哈尔滨理工大学材料与化工硕士学位论文
MOFs衍生的镍钴锌金属氧化物/rGO的制备及电化
学检测木犀草素
摘要
木犀草素(Luteolin,LU)是一种天然黄酮类有机化合物,存在于果蔬和天
然草药中。LU已被证明具有多种药理活性,如抗炎、抗氧化、抗菌、抗病毒和
抗癌细胞增殖等。临床主要用于消炎、降尿酸和治疗心血管疾病,但过高浓度
的LU会促进DNA的氧化损伤、引发支气管哮喘和急性咽炎。因此,为了保证
临床用药的安全性,开发一种简单、快速、高灵敏度的电极材料用于高效检测
LU是至关重要的。
本文利用共沉淀法在室温制备了钴锌双金属有机骨架(CoZn-MOFs),随后
采用溶剂热方法,引入Ni离子,将CoZn-MOFs刻蚀为镍钴锌氢氧化物(NiCoZn-
OH)。将其与改进Hummers法制备的氧化石墨烯(Grapheneoxide,GO)自组装
并通过热处理方法得到镍钴锌混合金属氧化物/还原氧化石墨烯(NCZ-
MMO/rGO/GCE)修饰电极。通过对CoZn-MOFs,NiCoZn-OH和NCZ-MMO/rGO
的形貌与结构进行表征,分析形成机理;探究了溶剂热温度、Ni离子浓度、rGO
掺杂比例、热处理温度、溶液的pH值以及Nafion浓度对NCZ-MMO/rGO/GCE
电极电化学性能的影响。测试了NCZ-MMO/rGO/GCE电极的选择性、再现性、
重复性、抗干扰性和稳定性,以及在实际样品中的检测性能。
结果表明,NCZ-MMO/rGO呈现约700nm的中空多面体纳米笼形貌,表面
被褶皱的rGO纳米片均匀包覆,独特的中空结构增大比表面积,提供更多的活
性位点。在溶剂热温度为140℃,Ni离子添加量为200mg,NCZ-MMO与rGO
的含量比值为5:1、热处理温度为400℃、缓冲溶液pH值为7.5以及Nafion溶
液浓度为0.05%时,制备的NCZ-MMO/rGO/GCE电极的电化学性能最好。对LU
检测表现出7.16μA·μM-1·cm-2的高灵敏度,检测限为64nM。并在60μM的抗
坏血酸(Ascorbicacid,AA)干扰下,NCZ-MMO/rGO/GCE电极仍具有6.71
μA·μM-1·cm-2的灵敏度,具有较高的选择性。此外,在其他物质存在下,该电极
材料依然具备良好的抗干扰能力。同时该电极还表现出良好的再现性、重复性
和稳定性。并对真实样品尿液中的LU进行定量检测,回收率分别为98.5%,
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101.9%和102.2%,表明NCZ-MMO/rGO/GCE电极具有良好的实际监测精度和
可靠性,在LU临床测试中具有非凡的应用潜力。
关键词金属有机骨架衍生物;金属氧化物;还原氧化石墨烯;木犀草素;电化
学传感器
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PreparationofMOFs-DerivedNiCoZnMetal
Oxides/rGOandElectrochemicalDetectionof
Luteolin
Abstract
Luteolin(LU)isanaturalflavonoidorganiccompoundfoundinfruits,vegetables
andnaturalherbs.LUhasbeenshowntopossessavarietyofpharmacological
activitiessuchasanti-inflammatory,antioxidant,antibacter