论文部分内容阅读
含氮小分子在生命体内具有重要作用,其含量可作为疾病诊断的重要指标。例如尿酸(UA)是一种与嘌呤代谢类疾病相关的重要标记分子,血液中尿酸偏高时,易诱发高尿酸症、痛风、和肾脏疾病等。由于含氮小分子具有电化学活性,在电极界面易发生氧化还原反应,因此可采用电化学方法进行检测,尤其是以金属纳米颗粒和碳纳米材料为基底的电化学传感界面。离子液体的作为新功能媒介,逐渐取代了传统的溶剂或电解质,特别是离子液体和材料的复合物,大大拓宽了各种相关材料科学中离子液体的应用。因此,本文采用离子液体与碳材料复合,加入金属纳米颗粒,用于实际样品中含氮分子的电化学检测,具体内容如下:1.采用超声混合法将氧化石墨烯(GO)掺入多壁碳纳米管-离子液体(MWCNTs-IL)复合物中,引入金纳米粒子(AuNPs),制备了一种新颖稳定的MWCNTs-IL-GO/AuNPs复合纳米材料。采用透射电子显微镜(TEM)对不同修饰膜的形貌和结构进行表征。通过循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)探讨不同复合膜修饰玻碳电极(GCE)的电化学性能,结果表明 MWCNTs-IL-GO/AuNPs/GCE 电化学性能,明显优于 MWCNTs-IL-GO/GCE、MWCNTs/GCE。将该电极应用于尿酸(UA)的测定,采用差分脉冲法(DPV)和循环伏安法(CV)对该修饰电极检测UA机理进行了探讨,结果表明UA在该修饰电极为两质子两电子的不可逆氧化过程。在最优实验条件下,其峰电流与UA浓度在0.020～50 μmol/L范围成良好的线性关系,检测下限达到5.2nmol/L(S/N=3)。此外,该传感器具有较好的重现性、选择性、稳定性,对人体血清和尿液样品中UA检测的回收率达到了 95.83～103.4%,其检测结果与分光光度法和尿酸试剂盒法一致,表明该方法可用于血清样品中UA的检测,在临床检测方面具有潜在的应用前景。2.将氮掺杂碳纳米管(CNx-MWCNTs)、石墨烯(GO)与离子液体(IL)以适当比例研磨成黑色溶胶CNx-MWCNTs-IL-GO,以NaBH4为还原剂,在其表面原位还原铂纳米粒子(PtNPs),制备了 CNx-MWCNTs-IL-GO/PtNPs复合材料,修饰于玻碳电极(GCE)表面。通过透射电子显微镜(TEM)对不同修饰膜的形貌和结构进行表征。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲法(DPV)探究了酪氨酸在该修饰电极上的电化学行为,发现CNx-MWCNTs-IL-GO/PtNPs对于酪氨酸表现出显著的电催化氧化活性,且酪氨酸在该修饰电极上为两电子两质子的不可逆氧化过程。通过实验条件优化,检测酪氨酸的线性范围为 0.080～100 μmol/L,其检测下限为 0.057 μmol/L(S/N=3)。此外CNx-MWCNTs-IL-GO/PtNPs修饰电极检测酪氨酸具有了良好的选择性、稳定性和重现性。利用该方法检测猪血清中酪氨酸的含量,回收率为96.52%～107.7%,表明CNx-MWCNTs-IL-GO/PtNPs对实际样品中酪氨酸分析检测方面具有潜在应用价值。3.利用纯化的β-环糊精作为溶剂,与CNx-MWCNTs超声混合,形成了CNx-MWCNTs-CD复合材料,以NaBH4为还原剂,在CNx-MWCNTs-CD表面原位还原金纳米(AuNPs),制备得到了 AuNPs/CNx-MWCNTs-CD复合纳米材料。通过透射电子显微镜(TEM)对不同修饰膜的形貌和结构进行表征。半胱氨酸自带巯基(-SH),可以与Au形成金硫键,因此采用AuNPs/CNx-MWCNTs-CD修饰玻碳电极(GCE)来检测半胱氨酸。通过循环伏安法(CV)、差分脉冲法(DPV)、交流阻抗法(EIS)探讨不同复合膜修饰电极的电化学特性,结果表明AuNPs/CNx-MWCNTs-CD/GCE电化学性能明显优于CNx-MWCNTs/GCE,CNx-MWCNTs-CD/GCE,发现 AuNPs/CNx-MWCNTs-CD/GCE 对半胱氨酸的检测显示出良好的电催化活性。并对半胱氨酸在该电极的反应机理进行了探讨,结果表明半胱氨酸在AuNPs/CNx-MWCNTs-CD/GCE为一电子一质子的不可以氧化过程。通过实验条件优化,检测半胱氨酸的线性范围为0.50～20μmol/L,其检测下限为0.36μmol/L(S/N=3),采用加标回收法得到的回收率为96.87%～103.4%,且该电极对于检测半胱氨酸具有了良好的选择性、重现性。