新型分子印跡電化學(xué)傳感器的研制及蛋白質(zhì)直接電化學(xué)研究.pdf

1、分子印跡聚合物具有模擬天然受體的識(shí)別能力，越來(lái)越成為一種重要的人工合成材料。其基本原理是將目標(biāo)分子作為模板，與功能化單體、交聯(lián)劑一起發(fā)生聚合反應(yīng)生成高度交聯(lián)的聚合物，然后將印跡分子抽提出來(lái)，在聚合物的骨架上便留下了與印跡分子在空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)官能團(tuán)兩方面均互補(bǔ)的識(shí)別部位（空穴）。傳統(tǒng)印跡方法所制備的聚合物存在印跡孔穴易溶脹破壞，膜厚難控制，模板洗脫困難，高交聯(lián)度使得傳質(zhì)和電子傳遞速度慢、響應(yīng)慢、檢測(cè)下限高、再生和可逆性差等問(wèn)題。這些都給分

2、子印跡技術(shù)在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用帶來(lái)困難。 針對(duì)傳統(tǒng)印跡方法的缺點(diǎn)，本論文將電聚合法、溶膠-凝膠技術(shù)及自組裝膜法與分子印跡技術(shù)相結(jié)合，以多孔金膜和碳納米管為信號(hào)放大工具以提高印跡電極的檢測(cè)性能，成功地構(gòu)建了三種新型的分子印跡電化學(xué)傳感器，在一定程度上克服了傳統(tǒng)印跡聚合物的固有缺點(diǎn)。 另外，蛋白質(zhì)在電極上的直接電化學(xué)研究也一直是人們所關(guān)注的焦點(diǎn)，它一方面為深入理解生物電化學(xué)和生物代謝過(guò)程提供有價(jià)值的信息，另一方面也為制備第

3、三代酶生物傳感器提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本論文應(yīng)用一種新型的納米復(fù)合材料研究了血紅蛋白的直接電化學(xué)。 本文開(kāi)展的具體研究工作如下： 1.首次以電聚合的方法合成了聚多巴胺 (PDA) 印跡膜，以尼古丁 (NIC) 為模板分子，制備了一種新型的分子印跡電容傳感器，建立了測(cè)定尼古丁含量的新方法。采用循環(huán)伏安法 (CV) 和交流阻抗法 (EIS) 表征了印跡膜的電容性能。該仿生傳感器測(cè)定尼古丁具有快速靈敏的響應(yīng)，其線性范圍和檢測(cè)限分別為

4、1.0×10-6~2.5×10-5 M和5.0×10-7 M。 2.以電沉積多孔金膜為基底，以L-絲氨酸為模板分子，L-半胱氨酸為功能單體，將兩者共同吸附于多孔金膜修飾的玻碳電極 (GCE) 上，構(gòu)建了信號(hào)放大的自組裝分子印跡單層膜修飾電極檢測(cè)L-絲氨酸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多孔金膜能有效增加模板分子的固定量，印跡電極對(duì)L-絲氨酸濃度響應(yīng)的線性范圍為5.0×10-6~2.0×10-4 M，檢測(cè)限為4.8×10-7 M，靈敏度為215

5、 mA M-1，電極響應(yīng)性能較無(wú)多孔金膜修飾的印跡電極有了較大提高。 3.將多壁碳納米管 (MWNTs)、溶膠-凝膠 (Sol-Gel) 技術(shù)和分子印跡技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)展了一種新型的信號(hào)放大的分子印跡電化學(xué)傳感器測(cè)定多巴胺 (DA)。通過(guò)與無(wú)多壁碳納米管修飾的印跡電極上響應(yīng)比較，多巴胺在多壁碳納米管修飾的溶膠-凝膠印跡電極上的響應(yīng)大大提高，且在5分鐘之內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。該印跡電極對(duì)多巴胺濃度響應(yīng)的線性范圍為1.0×10-7~2.0

6、×10-4 M，檢測(cè)限為3.7×10-8 M，電極響應(yīng)性能較無(wú)MWNTs修飾的溶膠-凝膠印跡電極有了較大提高。 4.碳納米管 (CNTs) 已被廣泛用于蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)研究，其表面功能化一般是通過(guò)強(qiáng)氧化引進(jìn)羧基來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然而，這一手段可能會(huì)在原始的碳納米管中引入缺陷而損害其原有的電學(xué)和力學(xué)性能。本文將一種新型的殼聚糖 (CHIT) 表面修飾的原始多壁碳納米管 (CHIT-MWNTs) 復(fù)合材料應(yīng)用于研究血紅蛋白 (Hb) 的