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近些年来,由于设备和科学技术的更新,纳米电极的发展迅速。由于纳米电极具有许多传统电极所不具备的优点,比如背景电流小,传质速率高,iR降低,灵敏度高等,同时可作为探针,应用于电化学成像分析,活体细胞检测,单细胞分析等。通常我们所说的纳米电极是指尺寸小于100nm的电极,纳米电极的临界尺寸(如:纳米盘电极的半径,纳米孔电极的半径及深度,纳米线电极的长度,纳米带电极的宽度等)与分子的尺寸接近,因而纳米电极在分子研究领域发展迅速。 在本文中,我们通过激光拉制仪拉制出了纳米尺寸的金纳米电极,研究了其电化学行为、电催化氧化、纳米孔电极静电通道效应以及纳米电极的碰撞效应。本文主要工作包括以下四个章节: 第一章:纳米电极介绍,分子自组装化学修饰电极,纳米孔电极的静电通道效应,纳米电极上小分子的碰撞。 第二章:半胱氨酸诱导金纳米花的电极制备及其对异烟肼的电催化氧化 通过激光拉制仪制作出金纳米尖端,再将尖端封装、打磨制备出金纳米盘电极,制备出的电极可通过电化学方法很好的表征。在金纳米盘电极的表面通过电化学自组装的方法修饰L-半胱氨酸单层膜,然后诱导形成金纳米花修饰电极。该修饰电极对检测异烟肼有较高的灵敏度,同时有很好的重现性、稳定性和抗干扰性,可用于对实际样品人体血清的检测。 第三章:金纳米孔电极的静电通道效应及对铁蛋白和细胞色素C的直接电化学 通过氯化钙刻蚀金纳米盘电极可以得到金纳米孔电极,对纳米孔电极进行外部-CN化,内部-NH2化,由于静电吸引和排斥作用,可以通过调节溶液的pH值,来控制溶液中氧化还原分子的进出速率。溶液的支持电解质浓度对极限电流大小和半波电位都有一定的影响。通过在纳米孔电极内部修饰L-半胱氨酸来检测细胞色素C和铁蛋白。改变孔的尺寸大小可以控制小分子是否可以通过孔到达电极表面。 第四章:金纳米电极上铁蛋白、细胞色素C和聚苯乙烯微球的碰撞观察 金纳米盘电极分别在溶解了铁蛋白、细胞色素C和聚苯乙烯微球的亚铁氰化钾溶液中进行碰撞实验,电极表面的碰撞通过极限电流的变化可以明显的观察到。多次刻蚀金纳米盘电极,得到不同深度的金纳米孔电极,不同深度的孔首次碰撞时间不同,孔越深,首次到达电极表面的时间越长。碰撞实验可以以较高的精确度和较快的分析速度来检测随机电化学实验中的电流变化。