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细胞是生物体形态结构和生命活动的基本单元,内部存在一些具有特殊生理功能的活性小分子物质,其含量与在生物过程中发挥的作用密切相关。如过氧化氢(H2O2)的含量过高会引起引起细胞膜脂质过氧化、DNA的损伤、细胞内蛋白质和酶的变性等,进而造成机体的炎症、细胞的死亡、神经元退变及心血管疾病、肿瘤疾病的发生。多巴胺含量低于正常值时引起老年痴呆及阿尔茨海默症的发生。因此,对细胞内重要活性小分子含量的检测不仅能帮助从分子水平上理解其介导生理过程的机制,而且能够有助于揭示这些活性小分子与人类相关疾病之间的内在规律。近年来,电化学生物传感器因具有响应快、灵敏度高、操作简便、微型化及价格低廉等优点,成为细胞中一些活性小分子检测的常用技术手段。
本文构建了基于聚天青石蓝膜(Poly-CB)和铂金合金纳米结构材料的新型电化学生物传感器,用于细胞内多巴胺(DA)及H2O2含量的检测,同时考察了传感器的灵敏度、特异性及稳定性等性能。本文主要研究工作包括:
第一章 基于聚天青石蓝膜修饰电化学生物传感器用于PC12细胞内多巴胺的测定
利用循环伏安法技术,以天青石蓝(CB)为单体,构建基于聚天青石蓝膜修饰玻碳电极(Poly-CB-GCE),并利用原子力显微镜(AFM)技术对构建的电极表面及传感器制作过程进行表征。通过优化实验条件,该传感器可在抗坏血酸(AA)及尿酸(UA)干扰下实现对DA的检测,具有较好的特异性,检测浓度在1×10-8~7×10-7M及1×10-6~1×10-5M范围内呈现良好的线性关系,检测限(S/N=3)达到1.2×10-9M。该传感器用于神经细胞(PC12)内的DA含量的检测,结果显示:PC12细胞(~1×105cells/mL)内DA的浓度为0.12μM。
第二章 基于Pt-Au纳米材料修饰电化学生物传感器用于PC12细胞内H2O2的测定
利用方波氧化还原法制备了纳米多孔金电极(NPG),该NPG具有双层纳米结构,下层为纳米多孔结构,上层为棉絮状的纳米结构,有效地增大了传感器的比表面积,再结合循环伏安法(CV)制备铂金纳米结构材料,构建基于Pt-Au纳米材料的新型电化学生物传感器,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)对构建的该传感器表面进行表征。在最佳实验条件下,该传感器可实现对H2O2的检测,检测浓度在1×5×10-8~7.37×10-3M范围内呈现良好的线性关系,检测限(S/N=3)为1.5×10-8M,灵敏度为1.125μA·μM-1·cm-2。并用于PC12细胞内的H2O2含量的检测,测得5mL细胞悬液(~5×107cells/mL)所含H2O2浓度为2.98μM。
本文构建了基于聚天青石蓝膜(Poly-CB)和铂金合金纳米结构材料的新型电化学生物传感器,用于细胞内多巴胺(DA)及H2O2含量的检测,同时考察了传感器的灵敏度、特异性及稳定性等性能。本文主要研究工作包括:
第一章 基于聚天青石蓝膜修饰电化学生物传感器用于PC12细胞内多巴胺的测定
利用循环伏安法技术,以天青石蓝(CB)为单体,构建基于聚天青石蓝膜修饰玻碳电极(Poly-CB-GCE),并利用原子力显微镜(AFM)技术对构建的电极表面及传感器制作过程进行表征。通过优化实验条件,该传感器可在抗坏血酸(AA)及尿酸(UA)干扰下实现对DA的检测,具有较好的特异性,检测浓度在1×10-8~7×10-7M及1×10-6~1×10-5M范围内呈现良好的线性关系,检测限(S/N=3)达到1.2×10-9M。该传感器用于神经细胞(PC12)内的DA含量的检测,结果显示:PC12细胞(~1×105cells/mL)内DA的浓度为0.12μM。
第二章 基于Pt-Au纳米材料修饰电化学生物传感器用于PC12细胞内H2O2的测定
利用方波氧化还原法制备了纳米多孔金电极(NPG),该NPG具有双层纳米结构,下层为纳米多孔结构,上层为棉絮状的纳米结构,有效地增大了传感器的比表面积,再结合循环伏安法(CV)制备铂金纳米结构材料,构建基于Pt-Au纳米材料的新型电化学生物传感器,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)对构建的该传感器表面进行表征。在最佳实验条件下,该传感器可实现对H2O2的检测,检测浓度在1×5×10-8~7.37×10-3M范围内呈现良好的线性关系,检测限(S/N=3)为1.5×10-8M,灵敏度为1.125μA·μM-1·cm-2。并用于PC12细胞内的H2O2含量的检测,测得5mL细胞悬液(~5×107cells/mL)所含H2O2浓度为2.98μM。