基于碳纳米管修饰电极的电化学传感器研究

来源 :中国科学院长春应用化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ztwpc2008
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电化学传感器是分析化学领域的一个研究热点,本论文基于碳纳米管(CNTs)修饰电极开展了相关的电化学传感器研究工作,同时,在电化学发光和适体生物传感器方面进行了初步研究。具体的工作分为以下几个方面:   1.第一部分利用层层组装技术制备CNTs多层膜,用于生物电化学研究。   首先,在ITO电极表面利用层层组装方法制备了CNTs的多层膜。相比于滴涂方法,所制备的CNTs多层膜均匀,具有多孔性。将该膜用于对生物活性物质NADH的催化研究,结果表明多层膜对NADH具有良好的电催化作用,随着CNTs层数的增加,NADH氧化的过电位降低。   然后,利用壳聚糖与CNTs之间的较强的相互作用,制备了均匀的、稳定的CNTs多层膜。利用循环伏安法、UV-vis光谱、扫描电子显微镜进行了表征。生物分子MP-11可以同时组装到多层膜中,并且实现了MP-11的直接电化学。多层膜中的MP-11仍然保持了对H2O2和O2的催化活性。   将二茂铁修饰到聚合物PEI分子链上制备了氧化还原聚合物,同样的层层组装方法被用来制备氧化还原聚合物与CNTs、葡萄糖氧化酶之间的多层膜,二茂铁起到了良好的葡萄糖氧化酶的电子媒介体的作用,实现了对葡萄糖催化响应。   2.第二部分考察了CNTs修饰电极的电催化活性和pH响应特性。   探索了CNTs修饰电极对儿茶酚的电催化作用,结果表明CNTs修饰电极对儿茶酚有很好的电催化作用,并且采用脉冲伏安技术将儿茶酚和抗坏血酸的氧化峰区分开,从而实现了在抗坏血酸存在下对儿茶酚的检测。利用功能化的CNTs氧化还原峰电位随pH在较宽的范围内具有线性响应的特性,用溶胶-凝胶杂化材料将乙酰胆碱酯酶和尿酶固定制备了生物传感器,成功地检测了尿素、乙酰胆碱等重要生理物质。由于CNTs有可微型化的特点,该研究具有潜在的应用价值。   3.第三部分是发展电化学发光生物传感器。   用溶胶-凝胶杂化材料将乙醇脱氢酶和Ru(bpy)32+固定在同一膜中,制备了电化学发光乙醇生物传感器。膜中的接枝共聚物提供了保持酶活性的微环境,而Nafion的加入是为了更好的固定Ru(bpy)32+,将生物传感和电化学发光检测联用,该电化学发光生物传感器具有较宽的线性范围。   4.最后,初步开展了基于适体(Aptamer)的生物传感器研究。掌握了DNA修饰电.极的制备,表征方法。
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