纳米材料修饰电极的制备及其用于细菌产羟基自由基和过氧化氢的检测

来源 :浙江工商大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:chinalaobi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),如羟基自由基(·OH)和过氧化氢(H2O2)是生物体代谢的重要化合物。当生物体液中存在较高浓度的ROS时,细胞就会出现氧化应激反应产生毒性引起疾病的发生。但是在某些情况下,ROS的产生是益生菌抵抗病原体的防御机制之一,当人体缺乏免疫力时就可以通过摄入食品中添加的益生菌来增强体内免疫能力,来抵制致病菌的入侵。因此对益生菌产生的·OH,H2O2进行快速灵敏的检测,有助于这些微生物的研究和筛选,在研究生物生理过程以及食品方面有着重大的意义。电化学方法有着许多优点,如稳定性好、响应快、易操作、灵敏度高、价格低廉、可实时监控、小型化等等,并且电化学方法已经在食品、环境、医学、生物学等领域广泛应用。电化学修饰电极的灵敏度,稳定性和选择性很大程度上取决于用于制造的电极材料的结构和性能,其中纳米材料如碳纳米材料和金属氧化物纳米材料构建的电化学修饰电极已经成为研究的热点。本文成功构建了三种电化学修饰电极用于检测H2O2和·OH,并对它们进行了实际的应用。(1)以单壁碳纳米管(SWCNT)纳米材料修饰玻碳电极为基础,开发了一种新颖的电化学检测·OH的方法,4-羟基苯甲酸(4-HBA)作为捕获剂,通过4-HBA与·OH反应生成生成单一的羟基化产物3,4-二羟基苯甲酸(3,4-DHBA)以此来间接检测·OH的含量。采用交流阻抗(EIS)、循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究了SWCNT/GCE修饰电极的电化学行为,并且修饰电极在0.1-100μM范围内3,4-DHBA的浓度与电流值具有良好的线性关系,检出限为0.076μM,对4-HBA与2,4-DHBA有良好的抗干扰能力。该方法可以用来检测芬顿(Fenton)反应产生的·OH含量,·OH的浓度在0.1-7 m M范围内与电流值具有良好的线性关系,SWCNT/GCE对3,4-DHBA有很强的电化学信号并且具有良好的稳定性和重现性,有望实现·OH在线与原位检测。(2)以铁酸铜-多壁碳纳米管-壳聚糖(Cu Fe2O4-MWCNT-CS)纳米复合材料修饰玻碳电极(GCE)为基础,采用静电作用相结合的方法,制备了一种选择性强、重现性好、灵敏度高的新型H2O2电化学修饰电极。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)对Cu Fe2O4-MWCNT纳米复合材料的晶面,物质分子和结构形貌进行了表征。利用电化学循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)以及计时电量法对Cu Fe2O4-MWCNT-CS/GCE的电化学性能,以及对H2O2电催化效果进行了探讨。通过计时电流(i-t)方法检测H2O2标准溶液,在5-3010μM范围内具有良好的线性关系,检出限为0.42μM,并对K+,Na+,CO32-,Cl-,SO42-,葡萄糖,抗坏血酸等有良好的抗干扰能力。(3)以氧化铜-单壁碳纳米管-聚二烯丙基二甲基氯化铵(Cu O-SWCNT-PDDA)纳米复合材料修饰玻碳电极(GCE)为基础,采用共价键和静电作用相结合的方法,制备了一种选择性强、重现性好、灵敏度高的新型H2O2电化学修饰电极。利用X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对Cu O-SWCNT-PDDA纳米复合材料的晶面,物质分子和结构形貌进行了表征。利用电化学循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)以及计时电量法对Cu O-SWCNT-PDDA/GCE的电化学性能,以及对H2O2电催化效果进行了探讨。通过计时电流(i-t)方法检测H2O2标准溶液,在1-1150μM范围内具有良好的线性关系,检出限为0.39μM,并对K+,Na+,Cu2+,CO32-,Cl-,SO42-,葡萄糖,抗坏血酸等有良好的抗干扰能力。(4)以三种不同的修饰电极分别为SWCNT/GCE,Cu Fe2O4-MWCNT-CS/GCE和Cu O-SWCNT-PDDA/GCE对几种细菌中·OH和H2O2进行了检测并探讨了三个修饰电极的准确性。其中Cu Fe2O4-MWCNT-CS/GCE修饰电极用于检测乳酸杆菌,其中植物乳杆菌产生的H2O2最高含量可达到225μM左右,并在保加利亚乳杆菌中进行了H2O2加标回收,回收率和RSD值均表现良好;Cu O-SWCNT-PDDA/GCE修饰电极用于检测细菌中产生的H2O2含量,经过计算得到保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌均产H2O2,最高含量可达到280μM左右,检测结果与比色法近似,在大肠杆菌中进行了H2O2加标回收,回收率和RSD值均表现良好。
其他文献
乡村是我国最基本的社会单元,但随着社会环境的不断变化,我国乡村治理工作面临着许多新的问题。乡贤文化是我国传统文化的重要组成部分,有着悠久的历史,新乡贤作为传统乡贤的继承者和发扬者,在乡村政治、经济和文化发展过程中发挥着重要的引导作用。为了充分发挥新乡贤在乡村治理中的作用,提高新农村建设水平,推动乡村振兴战略,本文以五峰土家族自治县为研究对象,结合相关的理论和田野调查,从多个角度出发,围绕着五峰土家
目前世界上大部分中高渗油田的开采都已进入中后期,人们关注的重点逐渐转向低渗、超低渗储层的开发。水锁效应作为超低渗储层在开发过程中受到的重要损害方式,值得引起我们的
植物工厂通过计算机及传感设备对工厂内的植物生长环境进行监测与合理控制,使得植物生长不受或很少受到外界恶劣环境的制约。植物工厂的建设可以大大提升单位土地利用率,提高
目的:建立儿童颈椎前路内固定系统的三维有限元模型,为研究儿童颈部生物力学特性和损伤机制提供实验依据。方法:完整而精细地建立6岁儿童下颈椎有限元模型,在验证该模型有效性的基础上,进一步对比分析使用自行数字化设计的个性化系列儿童颈前路锁定内固定系统(颈前路Orion钢板内固定:Anterior cervical Orion plate fixation,ACOP、颈前路椎体锁定钢板内固定:Anteri
学位
大学是国家培养高端人才的基地,大学的发展潜力关系着国家的前途未来。世界范围内,各国都十分重视高等教育的发展,“推进世界一流大学和一流学科建设”也被列入中国政府教育
水凝胶作为一种刺激-响应性智能软物质材料,在组织工程和驱动器等领域具有巨大的应用前景。但在实际应用中需要水凝胶多种功能性的结合,而通常情况下水凝胶往往只具有单一功
目的基于液质联用的代谢组学方法,对特禀体质及平和体质人群血清内源性代谢物的变化进行比较,寻找特禀体质的代谢组学特征,从而探索体质的分类依据与特禀体质的形成机制。方法应用2009年版《中医体质分类判定标准》及本课题的纳入、排除标准共招募特禀体质组18人及平和体质组20人作为本次实验研究对象,将两组的血清代谢物借助非靶向代谢组学技术进行对比,采用多元统计分析方法寻找两组间的差异代谢物及其变化量,并通过
目的:检测晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者PD-1单抗(Pembrolizumab)治疗前后外周血调节性T细胞(Treg)水平,分析其与临床疗效的关系,并研究其与癌胚抗原(CEA)、细胞角蛋白19片断(CYFRA21-1)、鳞状细胞癌相关抗原(SCC)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)之间的相关性,探讨其在晚期NSCLC治疗期间病情监测及判断预后方面可能的临床应用价值。方法:采用流式细胞技术检测2
蛋白质酪氨酸硫酸化(Sulfotyrosine,sY)是一种普遍存在于生物体内的翻译后修饰。多数硫酸化蛋白质会参与蛋白质-蛋白质相互作用(Protein-protein interaction,PPI)从而影响生