DNA類物質(zhì)在離子液體修飾電極上的電化學(xué)分析.pdf

1、脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)是遺傳信息的承擔(dān)者和基因表達(dá)的物質(zhì)基礎(chǔ)，在生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳、變異和轉(zhuǎn)化等生命過程中具有十分重要的作用。在生命科學(xué)中，研究DNA的電化學(xué)行為具有重要的理論意義和實(shí)踐意義。室溫離子液體(room temperature ionic liquids，RTILs)是一類在室溫或接近溫度下為液體，且由陰、陽(yáng)離子組成的有機(jī)類化合物。與其它溶劑相比，室溫離子液體有許多獨(dú)特

2、的理化性質(zhì)，因而被譽(yù)為“綠色溶劑”且廣泛應(yīng)用于化學(xué)研究的很多領(lǐng)域。本文制備了不同的離子液體修飾電極，研究了DNA類物質(zhì)在離子液體修飾電極上的直接電化學(xué)行為。論文主要包括以下內(nèi)容： 1．制備了兩種離子液體修飾碳糊電極。分別以室溫離子液體六氟磷酸正丁基吡啶(BPPF6)和1—乙基-3—甲基咪唑四氟硼酸鹽([EMIM]BF4)完全或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)石蠟為粘合劑與石墨粉相混合制備了新型的離子液體修飾碳糊電極(CILE)。采用掃描電子顯微鏡(

3、SEM)和電化學(xué)法對(duì)離子液體修飾碳糊電極進(jìn)行了表征和研究，并與傳統(tǒng)碳糊電極(CPE)進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與CPE相比，CILE的電流響應(yīng)明顯增加；同時(shí)CILE具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和很好的穩(wěn)定性。 2．開展了DNA類物質(zhì)在CILE上的直接電化學(xué)行為研究。利用循環(huán)伏安法研究了熱變性單鏈DNA(ssDNA)、雙鏈DNA(dsDNA)、腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)等在BPPF6離子液體修飾碳糊電極上的直接電化學(xué)行為，并和CPE進(jìn)行了比

4、較。還以[EMIM]BF4離子液體修飾電極為基底電極，將多壁碳納米管(MWCNTs)修飾于該電極表面，進(jìn)一步研究了鳥苷在MWCNTs/CILE離子液體修飾電極上的電化學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離子液體修飾電極對(duì)這些物質(zhì)有很好的電催化能力?？疾榱藀H值、掃速、富集時(shí)間、富集電位對(duì)氧化峰峰電流和峰電位的影響，求解了相關(guān)的電化學(xué)參數(shù)如電子傳遞系數(shù)α、反應(yīng)速率常數(shù)ks、電子轉(zhuǎn)移數(shù)n和表面吸附量Γ等。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，待測(cè)物質(zhì)的峰電流與濃度在一定范圍

5、內(nèi)成線性關(guān)系，共存物質(zhì)如常見的嘌呤類物質(zhì)、金屬離子、氨基酸等的存在對(duì)測(cè)定幾乎沒有影響。 3．研究了鄰苯二酚在BPPF6離子液體修飾電極上的電化學(xué)行為，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該修飾電極對(duì)鄰苯二酚的電化學(xué)氧化有很好的催化作用。在pH3.0的緩沖溶液中，鄰苯二酚在離子液體修飾電極上可產(chǎn)生一對(duì)良好的氧化還原峰，氧化還原峰電位分別為387mV(Epa)和330mV(Epc)，峰電位差為57mV(vs．SCE)。計(jì)算了相關(guān)的電化學(xué)參數(shù)，電極反應(yīng)的電子