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功能化SiO2纳米粒子与自组装膜电极的相互作用及microRNA的电分析特性研究

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功能化SiO2纳米粒子与自组装膜电极的相互作用及microRNA的电分析...

作者：龚丹丹陕西师范大学

学位级别：硕士

自组装膜因具有覆盖度高、缺陷少、热力学稳定、分子有序排列等特征,在功能性纳米材料及分析传感界面的设计与制备等方面,自组装膜技术依然是研究的焦点。自组装膜在电分析领域展现出巨大的优势,主要表现在:在分子水平上预先设计膜结构... 详细信息

自组装膜因具有覆盖度高、缺陷少、热力学稳定、分子有序排列等特征,在功能性纳米材料及分析传感界面的设计与制备等方面,自组装膜技术依然是研究的焦点。自组装膜在电分析领域展现出巨大的优势,主要表现在:在分子水平上预先设计膜结构获得特殊的性能和功能,并且膜与研究对象相互作用可通过对膜的预先设计和修饰达到最佳的效果;更重要的是,自组装膜与特定目标的相互作用可以通过预先设计和修饰自组装膜来实现。另外,有序规则的单分子膜提供了均相的电极表面,还能有效地避免电活性物质向电极表面的扩散。根据这些特点,许多研究者在电化学分析领域研究了不同纳米粒子与自组装膜的相互作用,获得了较好的电化学分析特性。虽然SiO2纳米粒子因其易于功能化、无毒、生物相容性好、粒径均匀、可控等特点,在光学方法中得到了广泛的应用,但很少有研究人员将自组装膜与功能化SiO2纳米粒子结合起来研究其电化学分析特性。本论文的研究重点是将自组装膜与功能化的SiO2纳米粒子相结合,进一步研究其电化学和电化学发光性能。本论文主要由综述和研究报告两部分组成。综述部分主要介绍了自组装膜的定义及特点,重点介绍了自组装膜在电分析方面的应用新进展。研究报告部分主要由以下两方面的研究内容组成:***/SiO2纳米粒子与自组装膜表面纳米金相互作用及microRNA的电化学检测。在本研究工作中,采用1,9-壬二醇自组装膜修饰金电极,通过Au-S键将纳米金固定在电极表面。然后利用纳米金与Chitosan/SiO2纳米粒子之间的静电作用进一步研究了 Chitosan/SiO2纳米粒子在纳米金表面的自组装行为,其后将修饰电极在鲁米诺溶液中电聚合,在纳米金表面部分形成聚鲁米诺膜,最后,用HF溶液蚀刻修饰电极上的Chitosan/SiO2纳米粒子,得到相应的电极。基于该修饰电极对裸Chito san/SiO2纳米粒子和单链DNA保护状态的纳米粒子的区分作用,利用裸Chito san/SiO2纳米粒子对所得电极的预富集作用,建立了一种灵敏的电化学检测microRNA电化学分析的方法。在最佳实验条件下,let-7a的浓度与DPV电流信号在1.0×10-12-9.0×10-12 mol/L范围内呈良好的线性关系,方法的检出限为3.0 × 10-13 mol/L。***2+/Chitosan/CMC/SiO2复合纳米粒子与自组装膜相互作用及microRNA的电化学发光分析。在本研究工作中,发现Cu2+/Chitosan/CMC/SiO2复合纳米粒子能够极大地降低鲁米诺在1,6-己二硫醇自组装膜修饰金电极上的电化学发光信号。基于Cu2+/Chitosan/CMC/SiO2复合纳米粒子对单链DNA探针和ssDNA/microRNA复合物的区分作用以及Cu2+/Chitosan/CMC/SiO2复合纳米粒子对1,6-己二醇自组装膜修饰金电极的预富集作用,建立了一种灵敏的电化学发光法定量测定microRNA。在最佳实验条件下,let-7a的浓度与电化学发光信号在1.0× 10-13-9.O× 10-12 mol/L范围内呈良好的线性关系,方法的检出限为3.0×10-14 mol/L。

关键词： SiO2纳米粒子自组装膜电极 DNA探针 microRNA 电化学分析

2，3-二巯基乙二酸自组装膜修饰电极测定对苯二酚

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分析试验室 2009年第1期28卷 17-20页

作者：牛凌梅王娜李念兵康维钧河北医科大学公共卫生学院石家庄050017 河北医科大学基础医学院石家庄050017 西南大学化学化工学院重庆400715

研究了DMSA自组装膜的组装过程及电化学行为。DMSA自组装膜对于对苯二酚的氧化还原能够起到明显的电催化作用。在pH 6.4的H_3PO_4缓冲溶液中,氧化、还原峰电流与对苯二酚的浓度在6.0×10^(-5)～1.0×10^(-3) mol/L范围内呈良好的线性关... 详细信息

研究了DMSA自组装膜的组装过程及电化学行为。DMSA自组装膜对于对苯二酚的氧化还原能够起到明显的电催化作用。在pH 6.4的H_3PO_4缓冲溶液中,氧化、还原峰电流与对苯二酚的浓度在6.0×10^(-5)～1.0×10^(-3) mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达8.0×10^(-7)mol/L。该电极可用于模拟废水样的测定。

关键词：对苯二酚 2,3-二巯基乙二酸自组装膜电极

细胞色素c在自组装纳米膜电极上的有效固定及直接电化学

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化学研究 2012年第5期23卷 85-88页

作者：朱莉莉屈建莹康世平王凤琴河南大学化学化工学院河南开封475004

采用自组装方法将壳聚糖-纳米金(Chi-Nano Au)修饰到金(Au)电极上,并经进一步自组装细胞色素c(Cyt c),制得自组装膜电极Cyt c/Chi-Nano Au/Au.测定了自组装膜电极的循环伏安曲线(CV)及稳定性.结果表明,利用自组装膜电极Chi-Nano Au/Au... 详细信息

采用自组装方法将壳聚糖-纳米金(Chi-Nano Au)修饰到金(Au)电极上,并经进一步自组装细胞色素c(Cyt c),制得自组装膜电极Cyt c/Chi-Nano Au/Au.测定了自组装膜电极的循环伏安曲线(CV)及稳定性.结果表明,利用自组装膜电极Chi-Nano Au/Au可以有效地固定Cyt c,并实现直接电子转移反应.Cyt c在0.13～0.28V(vs Ag/AgCl)之间显示一对明显的可逆氧化还原峰;峰电流与扫描速度呈现良好的线性关系,线性方程为Ipc=0.063 64+0.003 51υ,线性相关系数为r=0.997 2,这表明该电极过程受吸附控制.此外,所制备的膜电极稳定性良好.

关键词：细胞色素c 壳聚糖纳米金自组装膜电极固定电化学

谷胱甘肽-Cu^(2+)/PAn膜修饰电极的制备及表征

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武汉大学学报（理学版） 2003年第6期49卷 689-692页

作者：方程陈林张悟铭周性尧武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072

以谷胱甘肽(GSH)自组装膜电极为基体制备GSH Cu2+/PAn膜,利用分子印迹技术在电化学聚合过程中将铜沉积到聚苯胺的孔穴中,并用循环伏安法和电化学石英微天平监测电极的响应.实验结果表明制得的电极修饰膜内存在Cu2+的离子通道,使得铜离... 详细信息

以谷胱甘肽(GSH)自组装膜电极为基体制备GSH Cu2+/PAn膜,利用分子印迹技术在电化学聚合过程中将铜沉积到聚苯胺的孔穴中,并用循环伏安法和电化学石英微天平监测电极的响应.实验结果表明制得的电极修饰膜内存在Cu2+的离子通道,使得铜离子的掺杂易于进行;聚苯胺氧化还原峰与阴离子的掺杂及铜离子的掺杂有关.

关键词：聚苯胺铜离子修饰电极电化学石英微天平分子印迹技术谷胱甘肽自组装膜电极

巯基乙酸自组装膜DNA电化学传感器对转基因NOS的定量检测

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高等学校化学学报 2006年第10期27卷 1859-1861页

作者：孙伟尚智美杨茂霞焦奎青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042

A NOS gene electrochemical biosensor was prepared by covalently immobilizing of NOS ssDNA sequence on the mercaptoacetic acid monolayer self-assembled gold electrode with the help of N-（3-dimethylaminopropyl）-N’-ethylcarbodiimide hydrochloride（EDC）and N-hydroxysuccinimide（NHS）.By using methylene blue as the electrochemical indicator,the increase of cathodic peak current was in linear with the concentration of complementary ssDNA in the concentration range of 5.0×10-8 1.0×10-4 mol/L with the linear regression equation as ΔI pc=1.10lgc+8.25（n=8,γ=0.998 5）and the detection limit as 3.60×10-8 mol/L（3σ）.

关键词：电化学基因传感器巯基乙酸 NOS基因亚甲基蓝自组装膜电极

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石墨烯修饰电极的电化学性能研究

石墨烯修饰电极的电化学性能研究

作者：杨顺龙华南理工大学

学位级别：硕士

石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合... 详细信息

石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景,基于石墨烯的相关研究也成为目前电化学领域的热点研究领域之一。本论文围绕石墨烯的不同修饰电极条件,结合电化学基础研究,开展了石墨烯及其相关的电化学性能研究。具体内容归纳如下: (1)将石墨烯与具有良好导电性能的聚苯胺(PANI)复合,研究了石墨烯/聚苯胺复合物修饰电极的电化学性能。利用石墨烯与聚苯胺之间电子给体与电子受体的相互作用,实现了聚苯胺在中性甚至强碱性溶液中的电化学活性,并利用红外光谱、拉曼光谱和紫外光谱进行了可能的机理探讨。石墨烯/聚苯胺复合物材料在中性溶液里的电化学活性,在生物传感领域具有可能的应用空间;同时,在不同pH溶液里的电化学活性也为石墨烯/聚苯胺复合物材料在pH传感中提供了可能的应用空间。 (2)将石墨烯与具有电绝缘性能的凡士林混合,研究了石墨烯/凡士林膜电极的电化学性能。循环伏安测试表明:采用10.0 mg/mL、5.0 mg/mL和1.0 mg/mL的石墨烯/凡士林修饰电极可以依次得到常规尺寸电极、亚微尺寸电极和微尺寸的纳米电极阵列,并且通过简单混合所制备的石墨烯/凡士林膜电极具有良好的电化学活性和稳定性。作为新型碳材料的膜电极,石墨烯/凡士林膜电极在基础电化学研究和应用中具有一定的潜在价值。 (3)将石墨烯组装在具有完全电绝缘性能的硫醇自组装膜电极上,研究了石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学性能。交流阻抗数据表明,随着组装时间的增加,石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学阻抗逐渐降低,表明石墨烯在硫醇自组装膜上是一个可控的组装过程。循环伏安测试还表明,石墨烯的组装时间是120 min和5 min时,可以分别得到常规尺寸和微尺寸纳米电极阵列的石墨烯/硫醇自组装膜电极,而且对抗坏血酸、多巴胺、尿酸具有较好的电催化活性。同时,为了探讨可能的实验机理,我们讨论了电子传递的可能原因以及影响自组装膜电极双电层结构的两个因素。结果表明随着硫醇中碳链长度的增加,电子传递速率逐渐降低,氧化还原峰电位的差值逐渐增大;不同碳材料的电子转移速率呈现为:石墨烯>多孔碳>石墨。这种采用简单而有效的方法制备的石墨烯/硫醇自组装膜电极,在电化学理论研究和实际应用中具有较好的前景。

关键词：石墨烯电化学聚苯胺电极尺寸自组装膜电极

L-半胱氨酸自组装金电极测定鲜橙多中抗坏血酸的含量

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化学传感器 2008年第3期28卷 53-57页

作者：王亚珍郑武江汉大学化学与环境工程学院湖北武汉430056 武汉大学医学院附属卫生学校湖北武汉430060

该文用循环伏安法研究了抗坏血酸在以L-半胱氨酸作为修饰剂的自组装金电极表面上的电化学行为,并对实验条件进行了优化。实验结果表明,在pH=4.43的HAc-NaAc缓冲溶液中,在-0.2～0.8V扫描电位范围内,相对裸金电极,抗坏血酸在自组装金电极... 详细信息

该文用循环伏安法研究了抗坏血酸在以L-半胱氨酸作为修饰剂的自组装金电极表面上的电化学行为,并对实验条件进行了优化。实验结果表明,在pH=4.43的HAc-NaAc缓冲溶液中,在-0.2～0.8V扫描电位范围内,相对裸金电极,抗坏血酸在自组装金电极表面出现一对稳定的氧化还原峰。且该氧化峰的峰电流与抗坏血酸的浓度在1.09×10-6～2.13×10-3mol/L呈良好的线性关系,检测限为1.0×10-7mol/L。此外,该自组装膜电极还具有一定的抗干扰能力和较好的稳定性与重现性,用该自组装膜金电极对实际样品鲜橙多中抗坏血酸的含量进行测定,结果令人满意。

关键词：抗坏血酸自组装膜电极 L-半胱氨酸循环伏安法