【摘要】：生物小分子在體內(nèi)的濃度一旦失常,便會導(dǎo)致一些疾病。所以針對生物小分子的檢測對于人類的健康是很有意義的。與其他檢測技術(shù)相比,電化學(xué)方法具有響應(yīng)快速、低消耗、操作步驟簡單和靈敏度較高等優(yōu)點,已經(jīng)在很多方向的檢測備受關(guān)注。本論文設(shè)計并成功的構(gòu)建了三種由金屬有機框架(MOF)衍生的納米多孔碳基金屬復(fù)合材料Ni@CHS/rGO、Mo_xC@C和WO_2/W@CSPs,并將其用于修飾電極材料,實現(xiàn)了對生物小分子抗壞血酸(AA)、尿酸(UA)、多巴胺(DA)、鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)的檢測分析。本論文主要開展的內(nèi)容如下:設(shè)計合成了楊梅狀的空心多孔Ni@CHS納米球和還原石墨烯(rGO)復(fù)合材料Ni@CHS/rGO(通過一步水熱和煅燒的過程)作為一種傳感材料可對AA、DA和UA三種目標(biāo)分子進(jìn)行同時靈敏的檢測。Ni@CHS材料中Ni的均勻分散和石墨烯框架的存在使其具有較好的導(dǎo)電性,可以加快電子的轉(zhuǎn)移速度,并且空心結(jié)構(gòu)可以加快攝取和釋放電解質(zhì)溶液,除此之外,rGO的存在也增加了對目標(biāo)物的吸附能力。將Ni@CHS/rGO用于修飾電極材料展示了很好的電催化活性對于電氧化三種分析物。為了探討其電子轉(zhuǎn)移過程和機制,對不同pH和掃速做了研究和探討。對于檢測三種目標(biāo)物,Ni@CHS/rGO傳感器被證明可以同時靈敏的在較寬的線性范圍內(nèi)定量分析且具有低的檢測限。證明了該傳感器具有高的靈敏度、好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。建立Ni@CHS/rGO/GCE傳感器并成功應(yīng)用于尿樣和維生素C片實際樣中對三種分析物的同時檢測分析,得到滿意的回收率,證明其可進(jìn)行實際應(yīng)用。合成了分級多孔的Mo_xC@C納米球復(fù)合物,建立了Mo_x C@C/GCE對于A和G的同時靈敏的檢測方法。Mo_xC@C通過將Mo引入Cu-MOF中作為共同的前驅(qū)體,在經(jīng)過一步煅燒和去除Cu的過程而合成。實現(xiàn)了Mo_xC@C復(fù)合物豐富多孔的結(jié)構(gòu),加大了與分析物的接觸面積,也極大地暴露了活性位點。同時高導(dǎo)電性的Mo_xC納米粒子均勻的分散在碳框架中也加快了電子的轉(zhuǎn)移速度。Mo_xC@C納米球修飾電極展示了很好的電活性對于氧化G和A兩種分析物,使兩峰電位之差為350 mV。pH和掃速分別對電極表面的電子轉(zhuǎn)移過程和反應(yīng)機制進(jìn)行了研究。3D Mo_xC@C分級多孔的結(jié)構(gòu)展示了很好的靈敏性和選擇性,得到了較寬的線性范圍和低的檢出限。將Mo_xC@C/GCE用于血漿和尿液的實際分析時,有很好的抗干擾能力和較好的穩(wěn)定性,試驗證明Mo_xC@C傳感器可以進(jìn)行實際應(yīng)用。合成了3D多孔的WO_2/W@CSPs納米球復(fù)合材料,設(shè)計了WO_2/W@CSPs/GCE生物傳感器,建立了同時靈敏的檢測T和C的電化學(xué)方法。WO_2/W@CSPs復(fù)合材料所具有的高的孔隙度減小了電子的轉(zhuǎn)移路徑,增加了電子的轉(zhuǎn)移效率,并且WO_2/W納米粒子的存在,使WO_2/W@CSPs復(fù)合物具有豐富的活性位點,提高了其催化活性。實驗對于兩目標(biāo)物的電化學(xué)行為和反應(yīng)機制進(jìn)行了分析。WO_2/W@CSPs/GCE傳感器用于痕量的分析T和C時,展現(xiàn)了較寬的線性范圍和較高的靈敏度。經(jīng)過對實際樣中可能存在的干擾物質(zhì)進(jìn)行考察后,證明了WO_2/W@CSPs/GCE傳感器可以成功的應(yīng)用于血漿和尿樣的實際分析中。
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.1;TB33
【圖文】：

得到的產(chǎn)物在離心、水洗、醇洗之后，在 80 ℃下進(jìn)行干燥，得到Ni-MOF/rGO。將得到的 Ni-MOF/rGO 放入管式爐中，在通入氮氣的環(huán)境中 700 ℃保持 3 h，升溫速率為 5 ℃min-1，得到黑色的 Ni@CHS/rGO。2.2.4 Ni@CHS/rGO/GCE 的制備在使用之前先將玻碳電極進(jìn)行拋光預(yù)處理，然后再在水醇混合溶液中超聲 3min，自然風(fēng)干。將 Ni@CHS/rGO(6 mg)分散在 2 mL DMF 中，對其分散液進(jìn)行超聲數(shù)分鐘。將 8 μL Ni@CHS/rGO 分散液用移液槍滴到準(zhǔn)備好的電極上烘干。為了對比，Ni@CHS/GCE 和 rGO/GCE 電極使用同樣的方法制備。電極制備過程以及檢測過程如圖 2-1 所示。

藏在低溫環(huán)境中。使用前，將其用高速離心機去除沉淀物質(zhì)，用 PBS 緩沖液將尿樣稀釋到 200 倍。維生素 C 片購買自當(dāng)?shù)氐乃幍辏瑯佑?PBS 稀釋(維生素 C片 0.8 mg +5 mL PBS)。兩種溶液均儲存在 4 ℃條件下備用。2.3 結(jié)果與討論2.3.1 Ni@CHS/rGO 復(fù)合材料的表征Ni@CHS 的 SEM 圖展示在 2-2A 和 2B 中。Ni@CHS 表現(xiàn)為大小均一，尺寸在2 μm左右的楊梅狀球形結(jié)構(gòu)。在煅燒過程中，表面生長很多尺寸為30 50 nm的金屬 Ni 納米針，由于 MOF 的多孔結(jié)構(gòu)，限制了金屬 Ni 在煅燒過程的快速擴散，致使 Ni 在 MOF 框架中高度均勻的摻雜。此外，圖 2-2B 的幾處破損處可以看出 Ni@CHS 是一種空心的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖 2-2C 展示了 Ni@CHS/rGO 表面覆蓋有一層薄薄的 rGO。rGO 可以提供大量的成核位點，可以解決 Ni@CHS 由于磁性性質(zhì)而發(fā)生聚集的狀況。所以，片層結(jié)構(gòu)的 rGO 和均勻分散的 Ni@CHS 展現(xiàn)了大的比表面積，極大地增加了與三種分析物接觸面積。(B)(C)(A)

Ni@CHS和Ni@CHS/rGO的EDS圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王學(xué)亮;納米仿生界面的構(gòu)建及納米電化學(xué)生物傳感器在生物分子檢測中的應(yīng)用研究[D];青島科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 周宇艷;納米材料修飾電極及其應(yīng)用于生物分子檢測的電化學(xué)研究[D];華東師范大學(xué);2005年

本文編號：2755193