納米材料修飾電極及其在電分析化學(xué)中的應(yīng)用研究

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1、納米材料修飾電極及其在電分析化學(xué)中的應(yīng)用研究納米材料修飾電極及其在電分析化學(xué)中的應(yīng)用研究納米材料修飾電極及其在電分析化學(xué)中的應(yīng)用研究【摘要】：在世紀(jì)之交的時(shí)刻，各國政府和科學(xué)界對(duì)納米科學(xué)技術(shù)予以極大的關(guān)注，很多國家從戰(zhàn)略的高度部署納米科技的研究。納米科技的陡然升溫不僅僅是尺度的縮小問題，實(shí)質(zhì)是由于納米科技在推動(dòng)人類社會(huì)產(chǎn)生巨大變革方面所具有的重要意義所決定的。原因在于：(1)納米科技將促使人類認(rèn)知的革命。納米科技領(lǐng)域是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的源泉，新的規(guī)律、新的原理和新的理論的建立給基礎(chǔ)科學(xué)研究提供了極好的機(jī)遇。(2)納米科技將引發(fā)一場(chǎng)新的工業(yè)革命。當(dāng)物質(zhì)的

2、結(jié)構(gòu)單元小到納米量級(jí)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特異的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子效應(yīng)，其電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和化學(xué)性質(zhì)也相應(yīng)地發(fā)生顯著的變化，呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的優(yōu)越性能。因此納米微粒在催化、電子材料、微器件、增強(qiáng)材料及傳感器材料等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。鑒于此，納米科技對(duì)未來工業(yè)的革命性影響和對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造的廣泛性具有深遠(yuǎn)的意義。正因?yàn)槿绱?，各國正加?qiáng)納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的研究，努力占領(lǐng)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。分析科學(xué)在各研究領(lǐng)域中起著“眼睛”的作用。在生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究中，隨著它們的迅速的發(fā)展，人們對(duì)生命現(xiàn)象的觀察和研究的不斷的深入，許多傳統(tǒng)的、常規(guī)的生物分析化學(xué)方法與手段已不能

3、滿足生命科學(xué)研究的需要。人們正迫切需要新的分析方法來實(shí)時(shí)、活體獲得更多的生物化學(xué)的信息。納米技術(shù)的發(fā)展將史無前例地把分析工作者更加深入地融合到生命科學(xué)領(lǐng)域。毫無疑問，在納米尺度上的生物分析化學(xué)必將成為傳統(tǒng)分析化學(xué)學(xué)科向前發(fā)展的新的生長點(diǎn)。同時(shí)，電分析化學(xué)是分析化學(xué)中重要的一個(gè)研究領(lǐng)域之一，將它與納米技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，將有利于原創(chuàng)性地建立一些電分析化學(xué)的新理論、新技術(shù)和新方法，對(duì)電分析本身的發(fā)展具有推動(dòng)作用。本論文的工作主要集中在納米技術(shù)與電分析化學(xué)相結(jié)合最活躍的研究領(lǐng)域之一——新型納米材料修飾電極(電化學(xué)傳感器)的研制。論文重點(diǎn)研究了納米

4、材料修飾電極與傳統(tǒng)常規(guī)材料修飾電極相比呈現(xiàn)出的更優(yōu)越的性能。此外，論文的另一個(gè)工作重點(diǎn)在于將研制的新型納米材料修飾電極應(yīng)用于色譜電化學(xué)中，并實(shí)現(xiàn)生物活性分子、藥物的分析測(cè)定，這為生命科學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究提供許多重要的分析方法。論文工作努力實(shí)現(xiàn)將納米技術(shù)、生命科學(xué)和電分析化學(xué)三者的結(jié)合。具體內(nèi)容如下：納米材料修飾電極及其在電分析化學(xué)中的應(yīng)用研究中文摘要第一部分:功能化碳納米管修飾電極的研制與應(yīng)用(一)按基化碳納米管修飾電極色譜電化學(xué)分析檢測(cè)生物活性分子和藥物碳納米管因?yàn)槠洫?dú)特的電學(xué)、物理、化學(xué)性質(zhì)而引起人們的普遍關(guān)注。但因?yàn)槠洳蝗苡谄胀ǖ娜軇┒拗屏怂?/p>

5、操作和應(yīng)用。將碳納米管氧化竣基化后可以明顯改善這一狀況。本文將價(jià)格較為低廉的多壁碳納米管進(jìn)行梭基化改性，并制備了新型的納米修飾電極(MWNT-C00HCME)。一、該修飾電極顯示了對(duì)疏基化合物良好的催化活性。將該修飾電極用于安培檢測(cè)半膚氨酸(L一eys)和谷膚甘膚(osH)兩種琉基化合物。在3.oxlo一7一1.0火10一3mo比濃度范圍內(nèi)，L一Cys和GsH的濃度分別與氧化峰的峰電流呈良好的線性關(guān)系，檢出限分別為1.2x10一7mo比和2.2、1了m。比。與微滲析采樣技術(shù)結(jié)合，將該修飾電極用于色譜電化學(xué)測(cè)定了大鼠腦內(nèi)和人全血中L一半膚胺酸和谷膚甘膚的含

6、量，為疏基化合物的生理學(xué)研究提供了新的手段。二、該修飾電極能有效降低嗓吟化合物氧化的過電位并提高電流響應(yīng)。將該修飾電極與HPLC和微滲析采樣技術(shù)聯(lián)用測(cè)定了大鼠腦內(nèi)次黃嗦吟(HX)和黃嘿吟(X)的含量。該方法簡單、穩(wěn)定性高。結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)，HX和X的濃度分別與氧化峰的峰電流呈良好的線性關(guān)系，檢出限分別為2.0勸。一7mol幾和1.6x10一“m。比。為納米材料在生命科學(xué)中的應(yīng)用提供一種新型的電化學(xué)傳感器。三、首次將該修飾電極用于色譜電化學(xué)檢測(cè)6一疏基嚓吟，其檢測(cè)限(2.0xl0’7mol/L)較玻碳電極和其他修飾電極相比大幅度的降低。由于微滲析

7、技術(shù)對(duì)于藥物動(dòng)力學(xué)等方面的研究具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。將該方法與微滲析取樣技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了6一琉基嗓吟在家兔體內(nèi)的藥物代謝動(dòng)力學(xué)的研究，其血藥濃度隨時(shí)間的變化過程符合一室開放模型。同時(shí)，還詳細(xì)研究了6.MP與牛血清白蛋白(BSA)相互作用，測(cè)得6一Mp與BsA的結(jié)合常數(shù)和結(jié)合位點(diǎn)數(shù)分別為3.97xl護(hù)(mol/L)一’和1.51。這為6一疏基嗓吟進(jìn)一步的藥理研究提供了重要依據(jù)。(二)狡基化多壁碳納米管屎3一甲基唾吩修飾電極用于色譜電化學(xué)同時(shí)分離檢測(cè)環(huán)境水樣中的芳香胺聚3一甲基唾吩是一種很好的導(dǎo)電聚合物膜，該聚合膜具有抗污染能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性好的特點(diǎn)。本文

8、將梭基化多壁碳納米管與聚3一甲基嚷吩膜復(fù)合，制備新型的納米復(fù)2納米材料修飾電極及