米托蒽醌在聚吡咯碳納米管復(fù)合修飾電極上的電化學(xué)行為開(kāi)題報(bào)告

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1、開(kāi)題報(bào)告米托蒽醌在聚吡咯/碳納米管復(fù)合修飾電極上的電化學(xué)行為一、選題的背景、意義米托蒽醌(Mitoxantrone，MTX)為蒽醌衍生物類抗癌藥，可以和DNA分子結(jié)合抑制核酸的合成，具有廣泛高效的抗癌性，其抗腫瘤作用是阿霉素的5倍，且對(duì)心臟毒性?。谂R床上，米托蒽醌常用于治療晚期乳腺癌、非何杰金氏病、惡性淋巴瘤、消化道癌和成人急性非淋巴細(xì)胞白血病復(fù)發(fā)[1]等疾病，因此米托蒽醌的測(cè)定具有重要的意義．迄今報(bào)道的有關(guān)米托蒽醌的測(cè)定方法有色譜法[2~3]，分光光度法[4]和電化學(xué)方法[5~6]、高效液相色

2、譜法[7]、共振瑞利散射法[8]、流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法[9]等．宋鴻鐓等[5]研究了在B—R緩沖溶液中，米托蒽醌在懸汞電極上的吸附行為，認(rèn)為米托蒽醌的氧化還原較復(fù)雜．郭滿棟[6]研究發(fā)現(xiàn)，在碳纖維汞膜微電極1．5次微分伏安法測(cè)定血樣中的米托蒽醌的電極反應(yīng)為可逆反應(yīng)．胡經(jīng)波等[10]認(rèn)為米托蒽醌在鎳離子注入修飾電極上的還原反應(yīng)是受吸附控制的準(zhǔn)可逆過(guò)程．Olivcina等[11]研究了米托蒽醌在碳質(zhì)電極上的氧化行為及其機(jī)理．但用多壁碳納米管修飾玻碳電極研究米托蒽醌的伏安行為尚未見(jiàn)報(bào)道．碳納米管是1991

3、年發(fā)現(xiàn)的一種新型的碳單質(zhì)結(jié)構(gòu)，因其具有諸多奇特的物理化學(xué)性質(zhì)而廣泛用于材料、物理、化學(xué)等領(lǐng)域．自1991年日本電子顯微鏡專家Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管以來(lái),碳納米管因其獨(dú)特的力學(xué)、電子特性及化學(xué)特性,成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一[12]。它可以認(rèn)為是將石墨片折疊成碳圓柱體的結(jié)果,分為多壁碳納米管(MWNTs,Multi2walledcarbonnanotubes)單壁碳納米管(SWNTs,Single2walledcarbonnanotubes)。在碳納米管中,由于電子的量子限域效應(yīng),電子只能在單層

4、石墨片中沿納米管的軸向運(yùn)動(dòng),徑向運(yùn)動(dòng)受到限制,所以使碳納米管具有獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)。碳納米管具有納米材料的特性,即量子尺寸效應(yīng),小尺寸效應(yīng),表面效應(yīng),宏觀隧道效應(yīng)。同時(shí)碳納米管獨(dú)特的一維管狀分子結(jié)構(gòu)開(kāi)辟了納米材料的新領(lǐng)域,由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇特的物理、化學(xué)、力學(xué)、電子特性以及其潛在的應(yīng)用前景,使得人們?cè)诓粩嚅_(kāi)發(fā)碳納米管新的合成途徑的同時(shí),也在努力挖掘著這一新型材料潛在的應(yīng)用前景。另外,碳納米管具有與金剛石相同的熱導(dǎo)和獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì)、較大的長(zhǎng)徑比以及納米尺度的中空孔道,由于其成熟的制備方法、穩(wěn)定的性質(zhì)以

5、及較好的催化效果而被廣泛應(yīng)用于眾多的領(lǐng)域。它已經(jīng)在很多領(lǐng)域嘗試著得到應(yīng)用,如在場(chǎng)發(fā)射、修飾電極、分子電子器件、探針顯微鏡針尖、復(fù)合材料的增強(qiáng)劑、氣體儲(chǔ)存、催化劑載體等眾多領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用,并且還可作為模板合成其它的納米管或納米絲[13]。所以探索和研究這種新型碳結(jié)構(gòu)的電極特性具有十分重要的意義。碳納米管在作為電極用于化學(xué)反應(yīng)時(shí)能促進(jìn)電子遷移。碳納米管的電化學(xué)和電催化行為研究已有不少報(bào)道。無(wú)論是單壁或多壁的碳納米管都可以用來(lái)制作碳納米管修飾電極,其在電催化和電分析化學(xué)上具有廣闊的應(yīng)用前景。一、相關(guān)

6、研究的最新成果及動(dòng)態(tài)碳納米管是一種新奇的納米材料，作為電極材料，具有獨(dú)特的電化學(xué)特性，是電分析化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。CNT的直徑為幾十個(gè)納米,軸向長(zhǎng)度卻可達(dá)幾微米甚至更長(zhǎng),縱橫比在100～1000范圍間。CNT獨(dú)特的一維管狀分子結(jié)構(gòu)開(kāi)辟了納米材料的新領(lǐng)域,人們?cè)诓粩嚅_(kāi)發(fā)碳納米管新的合成途徑的同時(shí),也在努力挖掘著這一新型材料潛在的應(yīng)用前景。碳納米管依據(jù)其原子結(jié)構(gòu)不同,將表現(xiàn)為金屬或半導(dǎo)體,這種獨(dú)特的電子特性使得在把它制成電極時(shí)能促進(jìn)電子的傳遞。另外,利用碳納米管對(duì)電極表面進(jìn)行修飾時(shí)

7、,除了可將材料本身的物化特性引入電極界面外,同時(shí)也會(huì)擁有納米材料的大比表面積、粒子表面帶有較多的功能基團(tuán)的特性,從而對(duì)某些物質(zhì)的電化學(xué)行為產(chǎn)生特有的催化效應(yīng)。目前,CNT在分析化學(xué)中的應(yīng)用剛起步,在電化學(xué)分析方面的研究有:多壁碳納米管(MWNT)與溴仿混合制成的電極對(duì)多巴胺(DA)的氧化具有催化作用,細(xì)胞色素C和阿祖林也顯示了可逆的電化學(xué)響應(yīng);將蛋白質(zhì)和酶包埋在MWNT中,使得酶的活性得以保持;單壁碳納米管(SWNT)涂膜在鉑和金電極上制成修飾電極;將羧基化的SWNT涂膜在玻碳電極上,研究了SWN

8、T自身的電化學(xué)行為,對(duì)DA等生物分子具有電催化作用碳納米管修飾電極的生物電分析化學(xué)相關(guān)研究成果有[16]：1、在滴涂法制備的碳納米管修飾電極上，四苯基卟啉、細(xì)胞色素c、過(guò)氧化氫酶和酪氨酸氧化酶的直接電化學(xué)都得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)相應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和機(jī)理也進(jìn)行了研究。在裸玻碳電極上這些物質(zhì)的響應(yīng)并不好，表明碳納米管修飾電極具有優(yōu)越性。2、將酪氨酸氧化酶附著在碳納米管修飾電極上，制備了基于單壁碳納米管和酪氨酸氧化酶可檢測(cè)酚類化合物的傳感器。研究中比較了不同方法制備的傳感器的響應(yīng)性能，所采用的傳