双酚F的纸基电化学检测研究文献综述

文献综述

（一）本课题的研究现状及发展趋势

1.电化学分析的发展

当前环境保护问题已成为重要的民生问题，对环境监测的目标和要求也越来越高，如何实时、准确、原位监测环境污染物，并强化分析测试方法的有效性、灵敏性以及便携性，是环境监测的重要所在。对于污染物的分析以及监测中，常用的方法主要有液相色谱法、气相色谱法以及理化分析法等，这些监测方式的操作过程较为复杂，使用的试剂量较大，无法实现环境现场的监测。目前，仪器分析方法已经成为食品安全检测的主要方法，如，光学分析法（分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法）、电化学分析法、色谱分析法（气相色谱法、高效液相色谱法）等方法。电化学分析法是建立在化学电池的一些电学性质（如电导、电位、电流、电量等）与被测物质浓度之间存在某种关系而进行测定的一种仪器分析方法。按照实验过程中测定的电学参数不同，可将电化学分析法区分为电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、伏安法和极谱法等。与其它仪器分析方法比较，电化学分析方法具有操作简单、快速、方便、灵敏、价格低廉、绿色环保及易于微型化等优点，已被广泛应用于疾病诊断、药物分析和环境监测等方面。根据化学分析方法类型，对电位分析法、伏安分析法、极谱分析法和电化学传感器法等几种方法在检测方面的研究和应用情况进行了评述。

伏安分析法是根据被测物质在电解过程中电流随电位变化情况进行测定的一种电化学分析方法，工作电极材料通常为金、银、铂等金属或玻璃碳、石墨等碳材料。溶出伏安法是一种伏安分析法，在测定食品中重金属含量方面应用较多，其工作电极通常选用修饰电极，以增强对待测金属离子的电化学响应。

极谱法其原理是通过测定电解过程中所得到的极化电极的电流 - 电位（或电位 - 时间） 曲线来确定溶液中被测物质浓度的一类电化学分析方法，分为控制电位极谱法和控制电流极谱法两大类。控制电位极谱法包括直流极谱法、交流极谱法、单扫描极谱法、方波极谱法及脉冲极谱法等；控制电流极谱法有示波极谱法。单扫描极谱法在食品检测中应用较为广泛

电化学传感器法的工作原理是被测物质与该物质浓度成正比的电信号。电化学传感器一般由工作电极、参比电极和对电极组成，工作电极是被检测物质电化学反应的场所，反应信号反馈到电化学工作站后转化成电子信息由显示器直观的表述出来，经过人为客观的分析推测得出被检测物质各方面的具体或宏观的信息。电化学传感器是从 20 世纪 50 年代开始被发现和应用于实际工作当中的，经过各代科学工作者的研究和创新发明演化成现在的各种电化学传感器，被广泛应用于许多静态与移动应用场合。

近年来，纸基分析技术(paper-based)以其价格低廉、一次性使用、便于回收处理且易于便携化和大规模生产等优点日益受到人们的重视。纸作为一种新兴的具有广阔前景的基体材料，具有许多优势。纸的比表面积大，有利于酶分子或者比色探针的固定；纸张在不借助外力的情况下，具有让液体物质通过其亲水性基质的能力。近年来，研究人员已经发现了基于纸张的传感器和设备的广泛应用，包括微流体、能量存储和 应变计等。 基于以上特点，以纸为基体的检测平台不仅在科学界广泛应用，可应用于那些资源有限的偏远地区、军事领域或者紧急情况发生等。对于发展廉价的检测装置，纸是一个极具吸引力的基底，因为它的易得、便携式、一次性和生物相容性的特性。第一个纸基传感器是在 1883 年报道的，并从那时起该研究领域已经从二维流动分析发展到三维立体折纸装置。研究人员在发展高度敏感的生物分析纸基传感器上投入了大量精力。Crooks 团队曾公布了一种自制的用于腺苷电化学检测的纸基分析装置。Noiphung 等研发了一种检测血样中葡萄糖的纸基分析装置。在以前的报告中，我们已经证明，纸基电分析化学装置在活细胞检测方面可以提供便携式生物研究平台。到目前为止，人们相信纸基电分析化学装置可以为微体积生物学研究提供更多的机会进行实时检测。纸基器件同时可与一些主流的分析化学检测技术相结合，从而能够实现现场采样、即时分析、显示检验结果等功能，在医疗卫生、食品安全、环境监测等领域有着巨大的发展前景。纸基电化学分析系统以其操作简单、灵敏度高、检测限低、易方便携带、应用范围广等优点越来越受到人们的重视。滤纸有着纤维结构，具有多孔亲水的性能，有较好的吸湿性和延展性，仅需要吸收数微升的液体体积即可满足电化学分析检测。所以我们采用纸作为基底材料进行化学修饰研究检测双酚F。随着纸基分析系统装置的改进和其制备技术的发展，我们相信将会有越来越多的纸基分析系统参与到生物、化学、医学的诊断中。

(二）研究意义和价值