基于納米材料修飾電極構建生物小分子電化學傳感器的研究.pdf

1、本論文的研究內容主要包括以下幾個方面:
　　 1.聚天冬氨酸/納米金修飾電極對多巴胺、抗壞血酸和尿酸三者的同時測定
　　 本文制備了納米聚合物膜摻雜納米金粒子的修飾電極。修飾過程包括首先在電極表面電化學聚合天冬氨酸，然后利用電沉積法，再將金納米粒子還原到電極表面上。最終所制備的修飾電極(聚天冬氨酸/納米金修飾玻碳電極，PAA/nano-Au/GCE)分別用掃描電子顯微鏡(SEM)和電化學阻抗(EIS)表征。與其它電極相比

2、，該修飾電極結合了金納米粒子靈敏度高和有機聚合物膜選擇性好的優點，它不僅可以有效催化AA、DA及UA的電化學氧化，同時可將三者的氧化峰明顯分離開，他們的出峰電位分別是0.0V、0.20V、0.35V。采用伏安法可實現對三者的同時測定。測定的線性范圍分別為5.0×10-7-1.0×10-4mol/L(對DA)、5.0×10-6-2.0×10-3mol/L(對AA)和5.0×10-6-1.0×10-3mol/L（對UA）;三者的檢測限分別為

3、DA6.5×10-8mol/L，AA5.6×10-7mol/L，UA3.0×10-7mol/L(S/N=3)。實驗結果表明在PAA/nano-Au/GCE上，DA、AA和UA三者的氧化過程是獨立的，相互之間沒有干擾，在這種前提下，對三者的同時測定更為精確。另外，在小牛血清和胎牛血清樣品檢測中也獲得了滿意的實驗結果。
　　 2.聚磺基水楊酸/納米金修飾電極上抗壞血酸存在下的多巴胺的選擇性測定
　　 通過電聚合作用制得了聚磺

4、基水楊酸修飾玻碳電極(PSA/GCE)，再用一步電沉積的方法將氯金酸直接還原為納米金并修飾于聚磺基水楊酸修飾的玻碳電極上，制備了聚磺基水楊酸/納米金修飾玻碳電極(PSA/nano-Au/GCE)。我們選用鐵氰化鉀與吡啶釕分別做為陰離子、陽離子電化學探針對修飾電極進行表征。帶正電荷的DA被電極表面呈負電性的聚合物吸引，而帶負電的AA被排斥，基于此DA更容易被富集到電極表面。實驗研究了在2000倍的AA共存時，先將電極置于DA與AA混合的溶

5、液富集，再轉移至空白底液中對DA進行分析測定，可達到將AA的干擾最大限度地去除;在100μmol/LAA存在下，DA在50nmol/L-5μmol/L范圍內呈良好的線性，DA的檢測限達7nmol/L。實驗還對多巴胺鹽酸注射液進行樣品測定，結果滿意。
　　 3.基于吡啶釘摻雜二氧化硅納米顆粒構建谷胱甘肽電化學發光傳感器
　　 實驗采用反相微乳液法合成了Si02摻雜Ru(bpy)32+的納米顆粒，Ru-DSNPs。透射電子顯

6、微鏡鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)分別用來表征該納米顆粒，其直徑大小約為58±4nm。包裹在二氧化硅中的Ru(bpy)32+分子可以保持其自身的電化學和電化學發光性質;同時由于靜電作用，外部的多孔二氧化硅外殼可以有效地防止Ru(bpy)32+分子浸到外部溶液中?；赗u-DSNPs構建了谷胱甘肽(GSH)電化學發光(ECL)傳感器。實驗發現Ru-DSNPs的ECL強度比單個發光分子(Ru(bpy)32+)有顯著的增強。實驗結果表

7、明對GSH的測定有很高的靈敏性，加入GSH之后體系的電化學發光強度的改變與GSH濃度呈線性關系;在1×10-9mol/L-1×10-3mol/L范圍內線性良好(R=0.9978)，檢測限可低至0.7nmol/L。該電化學發光生物傳感器的靈敏度和穩定性令人滿意。
　　 4.基于電化學還原石墨烯氧化物修飾玻碳電極的還原性輔酶Ⅰ(NADH)安培傳感器
　　 由石墨氧化物(GO)直接電化學還原制備石墨烯(GR)，克服了傳統化學還

8、原法的一系列弊端，如過程復雜、步驟費時、所用的還原劑對環境有污染等，同時電還原的石墨烯直接修飾在玻碳電極（GR/GCE）上，用其可進行輔酶NADH的安培測定。該修飾電極有以下優點，簡單易制備，價格低廉、電子傳遞速率快以及可防止表面污染鈍化，其展現了對NADH良好的催化性能，這些都是基于GR獨特的二維空問結構及電極有效表面積的增大。GR/GCE用于對NADH高靈敏分析檢測，線性范圍寬(10-1000μmol/L)，檢測限低至1.3μmol