Fe-,3-O-,4-納米粒子修飾電極的制備及分析應(yīng)用.pdf

1、21世紀(jì)是納米科技的時(shí)代。當(dāng)物質(zhì)小到納米量級時(shí),會產(chǎn)生獨(dú)特的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等,呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的優(yōu)越性能。將納米材料修飾在電極表面,制得納米修飾電極。由于納米材料獨(dú)特的比表面積大、催化活性高、親和力強(qiáng)等特點(diǎn),基于其尺寸效應(yīng)和介電限域效應(yīng)等特性,能增大修飾電極的表面積,降低檢測限,大大提高檢測的靈敏度,加速蛋白質(zhì)的活性中心與電極間的直接電子轉(zhuǎn)移,同時(shí)最大限度地保持蛋白質(zhì)的生物活性,可以用于許多微量的

2、生物活體樣品的分析。將納米材料應(yīng)用于化學(xué)修飾電極的研究,是一個嶄新的領(lǐng)域,有利于創(chuàng)新性地建立一些新理論、新技術(shù)和新方法。本文在綜述納米材料和納米修飾電極的研究背景及其發(fā)展的基礎(chǔ)上,著眼于Fe3O4納米粒子在化學(xué)修飾電極中的應(yīng)用研究,實(shí)現(xiàn)將納米技術(shù)、生命科學(xué)和電分析化學(xué)三者的有機(jī)結(jié)合。具體內(nèi)容如下： (1)基于Fe3O4磁性納米粒子/殼聚糖復(fù)合膜的新型免疫傳感器測定鐵蛋白的研究采用Fe3O4磁性納米粒子/殼聚糖復(fù)合膜技術(shù)將鐵蛋白抗

3、體固定于玻碳電極表面,研制成用于檢測鐵蛋白的非標(biāo)記型免疫傳感器,用差示脈沖伏安法和交流阻抗法對電極的修飾過程進(jìn)行了表征。同時(shí),以Fe(CN)63-/Fe(CN)64-作為氧化還原電化學(xué)探針對鐵蛋白進(jìn)行了定量檢測,隨著抗原與抗體特異性反應(yīng)的進(jìn)行,形成的抗原一抗體免疫復(fù)合物使探針分子的響應(yīng)電流發(fā)生變化(Δip),該變化的大小與膜表面免疫反應(yīng)進(jìn)行的程度相關(guān),以此為依據(jù)對鐵蛋白進(jìn)行檢測。鐵蛋白濃度在20～500 ng mL-1范圍內(nèi),Δip與l

4、gC呈良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)r=0.995,檢測限為6.0 ng mL-1。該傳感器響應(yīng)迅速,靈敏度高,穩(wěn)定性好。將其用于臨床血清檢驗(yàn),與放射免疫法的結(jié)果比較相符。 (2)基于Fe3O4磁性納米粒子/殼聚糖復(fù)合膜的酪氨酸酶傳感器的研究提出了一種基于Fe3O4磁性納米粒子/殼聚糖納米復(fù)合膜固定酪氨酸酶的新型酶傳感器。在氧存在的情況下,酪氨酸酶能催化酚氧化為鄰苯二酚,并繼續(xù)將鄰苯二酚氧化為鄰苯二醌,鄰苯二醌不需要任何電子傳遞媒

5、介體,在較低的電位下在電極上還原生成鄰苯二酚,因此酚類化合物的測定是基于測定醌產(chǎn)物的電化學(xué)還原來實(shí)現(xiàn)的。對影響該傳感器響應(yīng)電流大小的因素如支持電解質(zhì)的pH值、工作電位以及操作溫度等都進(jìn)行了條件優(yōu)化。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下該傳感器對鄰苯二酚濃度的響應(yīng)線性范圍為8.3×10-8～7.0×10-5mol L-1(r=0.999),檢測限為2.5×10-8 mol L-1。該酶傳感器實(shí)現(xiàn)了對酚類物質(zhì)的測定,具有響應(yīng)快、靈敏度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。而且這

6、種固定方法操作簡便、費(fèi)用低,提供了構(gòu)制生物傳感器的一種新方法。 (3)秋水仙堿的電化學(xué)分析及其與牛血清白蛋白相互作用的研究利用Fe3O4磁性納米粒子修飾碳糊電極研究了秋水仙堿的電化學(xué)行為,發(fā)現(xiàn)Fe3O4磁性納米粒子能顯著提高秋水仙堿測定的靈敏度。結(jié)果表明秋水仙堿濃度在8.56×10-7～1.19×10-3 mol L-1范圍內(nèi),氧化峰電流與濃度呈良好的線性關(guān)系(r=0.999),檢測限為2.6×10-7 mol L-1。方法簡單