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纳米粒子、介孔碳复合材料修饰电极的制备及其在神经递质分子定量检测中的应用

纳米粒子、介孔碳复合材料修饰电极的制备及其在神经递质分子定量...

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作者：高新西南大学

学位级别：硕士

儿茶酚胺(CATs)是生物体中重要的一类物质,主要包括多巴胺(Dopamine,DA)、肾上腺素(Epinephrine,EP)、去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE)三种物质,作为激素和神经递质两种身份存在,具有调控机体功能和情绪的重要作用。多巴胺(DA)是儿茶... 详细信息

儿茶酚胺(CATs)是生物体中重要的一类物质,主要包括多巴胺(Dopamine,DA)、肾上腺素(Epinephrine,EP)、去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE)三种物质,作为激素和神经递质两种身份存在,具有调控机体功能和情绪的重要作用。多巴胺(DA)是儿茶氨酚类的一种神经递质,存在于人类和哺乳动物的中枢神经系统中,影响感觉、信息传导、成瘾等神经过程或现象,与人的学习和认知能力有直接关系。其在人体内含量的异常会引起中枢神经系统功能紊乱,导致如帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症等一系列病症。肾上腺素(EP)由肾上腺应激时分泌,在人体内由多巴胺转化而来。EP可以调节平滑肌的张弛,进而控制皮肤、血管的收缩和舒张,影响心肺等内脏功能。肾上腺素的含量异常与高血压、甲状腺疾病等有关。故而,研究快速、准确、灵敏测定儿茶酚胺类物质的方法,对于医学研究和临床诊断具有重要的理论意义和实用价值。本文的主要研究内容分为两个方面:碳化钼、介孔碳材料及其复合物所制备的修饰电极对于多巴胺及生物体内共存物含量的分析应用;金纳米颗粒单层膜与巯基乙磺酸复合物修饰电极对肾上腺素的选择性分析研究。主要研究内容如下:1.碳化钼纳米颗粒-Nafion复合膜修饰电极测定多巴胺采用钼酸钠和苯酚合成了MoO/C的层状混合物,并经过程序升温法得到碳化钼粉末。将得到的碳化钼与Nafion混合在水中超声得到MoC纳米颗粒-Nafion的分散液,并滴涂于玻碳电极制成修饰电极用于多巴胺(DA)的电化学检测。优化了溶液的pH,并考察了扫描速度与峰电流的关系。在最优条件下,DA的峰电流与其浓度在50?mol/L到400?mol/L的浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为21?mol/L。此多巴胺电化学传感器在较宽的范围内呈现良好线性,有较低的检出限,选择性高。并且将MNP-Nafion/GCE在室温放置一周,其响应依然良好,说明其稳定性较高。下此电化学生物传感器可用于多巴胺的快速、灵敏、特异性电化学检测。2.功能化氮掺杂有序介孔碳修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸将氮掺杂的有序介孔碳使用过硫酸铵在酸性条件下进行氧化,得到功能化的氮掺杂有序介孔碳,超声分散于水后滴涂到玻碳电极表面制备了功能化的氮掺杂有序介孔碳修饰的玻碳电极,并用于研究多巴胺和抗坏血酸在修饰电极上的电化学行为。在优化的试验条件下,多巴胺的氧化峰电流与其浓度在5.00?mol/L和4000?mol/L范围内,分别呈现良好线性关系,检测限为2.6?mol/L;抗坏血酸的氧化峰电流与其浓度在0.25.0 mmol/L范围内呈现良好线性关系,检出限为0.19 mmol/L。该修饰电极用于多巴胺和抗坏血酸的同时检测,具有良好的催化活性、灵敏度和选择性。该材料和修饰电极制备简单、响应灵敏,能用于常见样品中多巴胺和抗坏血酸的快速检测。3.2-巯基乙磺酸自组装金纳米单层膜修饰电极测定肾上腺素制备了金纳米颗粒溶胶,并采用固定电位沉积的方法将金纳米颗粒单层膜修饰到玻碳电极表面;再将2-巯基乙磺酸(MES)通过金硫键强作用结合到金纳米单层膜表面形成自组装修饰层,得到2-巯基乙磺酸自组装金纳米单层膜修饰的玻碳电极。利用方波伏安法研究了此修饰电极在肾上腺素的含量测定中的性能,在优化的MES组装时间、pH等条件下,肾上腺素浓度与其氧化峰电流在0.50?mol/L范围内呈现良好线性关系,检出限为0.13?mol/L。该传感器具有较低的检测限和较宽的线性范围,且制备方法简单,成功的应用于肾上腺素实际样品的检测。

关键词：碳化钼纳米颗粒介孔碳金纳米颗粒单层膜多巴胺传感器肾上腺素传感器

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