離子液體修飾電極在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、電化學(xué)生物傳感器因其使用方便、靈敏度高、選擇性好且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在分析檢測(cè)領(lǐng)域中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。目前第三代電化學(xué)酶?jìng)鞲衅髡诳焖侔l(fā)展，但是它的應(yīng)用范圍存在著較大的局限性。這是由于:
　　(1)缺乏有效的方法固定酶;
　　(2)酶的活性中心在一定程度上被掩蔽，造成酶與電極之間的直接電子傳遞比較困難。
　　離子液體(ILs)具有導(dǎo)電性高、電化學(xué)窗口寬、化學(xué)和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于電化學(xué)和電分析化學(xué)領(lǐng)域。納米

2、材料具高比表面積、生物相容性好、易于功能化等性質(zhì)使之成為電化學(xué)生物傳感器方面最有潛力的材料。離子液體和納米材料的引入為構(gòu)建合適的生物傳感器體系提供了機(jī)會(huì)。本文利用多元復(fù)合材料的協(xié)同作用，構(gòu)建多種第三代蛋白質(zhì)電化學(xué)傳感器，研究了血紅素蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)與電催化行為。本論文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　1.以疏水性離子液體1-丁基吡啶六氟磷酸鹽(BPPF6)和1-己基吡啶六氟磷酸鹽(HPPF6)為粘合劑和修飾劑，制得了離子液

3、體修飾碳糊電極(CILE)。分別以CILE為基底電極，以NiMoO4和CoMoO4納米棒，殼聚糖等為修飾材料，采用涂布法將血紅蛋白(Hb)和肌紅蛋白(Mb)等血紅素蛋白質(zhì)固定在工作電極的表面構(gòu)建了兩種電化學(xué)生物傳感器為CTS/Hb-NiMoO4/CILE和CTS/Mb-CoMoO4/CILE。考察了Hb和Mb在不同修飾電極上的直接電化學(xué)和電催化行為。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外可見(jiàn)吸收光譜、傅立葉變換紅外光譜和電化學(xué)方法對(duì)修飾材料

4、進(jìn)行了表征和研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Mb和Hb在不同的復(fù)合修飾膜內(nèi)基本保持了其生物活性，循環(huán)伏安掃描出現(xiàn)一對(duì)準(zhǔn)可逆的峰形良好且穩(wěn)定的氧化還原峰，離子液體和納米材料之間的協(xié)同作用極大的促進(jìn)了電子傳遞速率，研究了Hb和Mb的直接電化學(xué)行為，求解了相關(guān)的電化學(xué)參數(shù)，并進(jìn)一步考察了修飾電極對(duì)三氯乙酸(TCA)和雙氧水(H2O2)的電催化行為。
　　2.以石墨烯(GR)，多壁碳納米管(MWCNT)，氧化石墨烯(GO)和離子液體1-乙基-3-甲基咪

5、唑四氟硼酸鹽(EMIMBF4)等組成的復(fù)合材料為電極修飾劑用于構(gòu)建血紅蛋白(Hb)修飾電極。以基于HPPF6的CILE為基底電極，將Hb、Nafion、GR-MWCNT復(fù)合材料和GO-IL復(fù)合材料分別修飾到該電極表面，制備了Nafion/Hb-GR-MWCNT/CILE和Nafion/Hb-GO-IL/CILE兩種修飾電極。實(shí)現(xiàn)了Hb的有效固定，進(jìn)而研究了Hb在該修飾電極上的直接電化學(xué)和電催化行為。紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)和傅

6、立葉變換紅外光譜(FT-IR)結(jié)果表明Hb在復(fù)合修飾膜中保持了其基本結(jié)構(gòu)。在pH3.0的PBS緩沖溶液中循環(huán)伏安掃描可得到一對(duì)峰形良好且穩(wěn)定的準(zhǔn)可逆氧化還原峰，表明Hb的直接電化學(xué)得以實(shí)現(xiàn)，求解了相關(guān)的電化學(xué)參數(shù)。這兩種修飾電極對(duì)TCA、 H2O2和NaNO2均表現(xiàn)出較好的電催化行為，檢測(cè)范圍較寬，檢測(cè)限較低。
　　3.以BPPF6為粘合劑和修飾劑制備的CILE為基底電極，采用恒電位電沉積法分步將GR和Ag納米粒子修飾到基底電極表