棒狀羥基磷灰石-離子液體修飾電極的制備及應(yīng)用.pdf

1、羥基磷灰石(Hydroxyapatite, HAp)是動物體牙齒、骨骼等硬組織的主要成分。人造的羥基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，用其作為人體骨骼的替代材料已有臨床應(yīng)用。所以利用羥基磷灰石修飾電極用于多巴胺等生物分子和重金屬離子的電化學研究具有很大的優(yōu)勢。但是羥基磷灰石較差的導電性嚴重制約其在修飾電極方面的應(yīng)用。
　　室溫離子液體(Room temperature ionic liquids, RTILs)是在室溫下完全由

2、離子組成的物質(zhì),離子液體作為一種綠色溶劑,具有蒸氣壓幾乎不可測到、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性好、電子傳遞能力良好、電化學窗口較寬、低毒等優(yōu)點。近年來,已在電化學、有機合成及分離分析等技術(shù)領(lǐng)域迅速成為研究熱點。蛋白質(zhì)(酶)分子在含有BF4?,PF6?,Ntf2?離子的離子液體中可以保持活性,這些離子液體是研究生物分子電化學行為的良好介質(zhì)。
　　基于上述情況,本論文主要研究工作為：制備了棒狀羥基磷灰石粒子和疏水性離子液體[BMIM]PF6,

3、將兩者充分混和研磨成膠狀物修飾在電極表面制備成修飾電極,研究了多巴胺、尿酸等生物分子在該修飾電極上的電化學行為;同時以該修飾電極對Cd(Ⅱ)等重金屬離子的痕量測定進行了初步研究,拓展了羥基磷灰石在電化學領(lǐng)域的應(yīng)用。具體內(nèi)容如下:
　　1.棒狀羥基磷灰石粒子的制備研究
　　以溴化十六烷基三甲銨為模板,水溶液中反應(yīng)制備了顆粒均勻的棒狀羥基磷灰石,并且用 SEM、XRD、IR、粒度儀等儀器進行表征。研究了 CTAB濃度、煅燒溫度、

4、煅燒時間等因素對羥基磷灰石形貌和成分的影響。結(jié)果表明,CTAB濃度為0.15 mol/L,煅燒溫度為600℃,煅燒時間為兩小時條件下制備的羥基磷灰石含量最高且為均勻的棒狀結(jié)構(gòu)。
　　2.羥基磷灰石/離子液體修飾電極的制備及其用于多巴胺的電化學行為研究
　　以制備的羥基磷灰石和離子液體充分混后合涂覆到玻碳電極表面，制得修飾電極，研究了多巴胺(DA)在該修飾電極表面的電化學行為。結(jié)果表明在羥基磷灰石/離子液體復合膜的微環(huán)境中，多

5、巴胺與玻碳電極之間的電子傳遞明顯加快，而且多巴胺的氧化峰電位與抗壞血酸(AA)的氧化峰電位相差比較大，測定DA時可以有效消除高濃度的AA的干擾。在0.1 mol/L pH7.0的PBS緩沖溶液中,多巴胺的氧化還原峰電流與其濃度在5.0×10-5-1.0×10-4 mol/L的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。并考察了掃速、溶液pH值等因素對多巴胺電化學行為的影響。
　　3.尿酸在羥基磷灰石/離子液體修飾玻碳電極上的電化學行為及測定
　　研究

6、了尿酸(UA)在羥基磷灰石/離子液體修飾玻碳電極上的電化學行為及測定,結(jié)果表明該修飾電極上的羥基磷灰石/離子液體微環(huán)境對UA具有較強的電催化作用,顯著增強了其氧化峰電流。采用示差脈沖伏安法對其進行測定,UA和抗壞血酸(AA)的氧化峰電位差約150 mV,AA的干擾可基本消除。UA的氧化峰電流與其濃度在2×10-6-3×10-4 mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.9996,其檢出限可達4.0×10-7 mol/L,(S/N=

7、3)。
　　4.羥基磷灰石/離子液體修飾電極高選擇性測定水中痕量鎘離子
　　研究了鎘離子在羥基磷灰石/離子液體修飾電極上的電化學行為,發(fā)現(xiàn)羥基磷灰石對鎘粒子有較好的富集作用,而離子液體則可以使鎘離子還原為金屬鎘,氧化掃描時可以得到鎘的靈敏氧化溶出峰。以此為基礎(chǔ)建立了一種測定痕量鎘離子的新方法,該方法可以較好地避免鉛、汞、銀等重金屬離子的干擾,對鎘離子檢出限可達2.0×10-8 mol/L,在4.0×10-8-2.2×10-7