本文關(guān)鍵詞：嘌呤聚合物膜的制備及其在生物分析中的應(yīng)用

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【摘要】：多巴胺(DA)、尿酸(UA)、黃嘌呤(XN)、次黃嘌呤(HXN)以及抗壞血酸(AA)等生物分子,它們同時(shí)存在于生物體組織中,是人類新陳代謝生理過程中必不可少的物質(zhì)。這幾種生物分子在人體內(nèi)含量的高低直接影響著人類的身體健康,如高血壓、白血病、肺炎、高尿酸血癥、黃嘌呤尿等疾病。因此,對這五種生物分子的檢測具有很重要的意義。但由于多巴胺、尿酸、黃嘌呤、次黃嘌呤及抗壞血酸這幾種生物分子在常規(guī)的玻碳電極上具有較高的,而且相互接近的氧化過電位,并且它們本身及自身的氧化產(chǎn)物容易吸咐在電極表面而使電極產(chǎn)生“污染”,從而極大地影響了檢測的分析效果。針對以上問題,出現(xiàn)了各種各樣的修飾電極,如石墨烯,碳納米管,金屬納米粒子,導(dǎo)電聚合物等修飾電極已經(jīng)被制備,并應(yīng)用于對這些生物分子的檢測。而在眾多的修飾材料中,聚合物膜修飾電極由于制備方法簡單,電化學(xué)響應(yīng)信號強(qiáng),良好的穩(wěn)定性,重現(xiàn)性以及膜的厚度可以控制等優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的關(guān)注,如聚噻吩、聚噻唑、聚苯胺、聚吡咯等已有大量文獻(xiàn)報(bào)道,而對于嘌呤的聚合、在修飾電極上的應(yīng)用及其與生物分子相互作用方面的研究還鮮有報(bào)道。本論文以嘌呤的聚合為主線開展了以下三方面的工作:1.采用電化學(xué)法將6-硫鳥嘌呤(6-TG)和4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1,2,4-三唑(AHMT)共聚在玻碳電極(GCE)表面制備了6-TG和AHMT的共聚物(P6-TGAHMT)修飾的GCE(P6-TG-AHMT/GCE),P6-TG-AHMT/GCE不僅能很好地改善DA和UA的電化學(xué)行為,而且能將其重疊的氧化峰分開,呈現(xiàn)出兩個尖銳的氧化峰,故該修飾電極可用于對混合液中DA和UA的同時(shí)測定。在p H 6.8的磷酸緩沖溶液(PBS)中,P6-TG-AHMT/GCE展現(xiàn)出了很好的電催化活性。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,DA和UA的氧化峰電流與其濃度分別在0.8~220μmol L-1和1~2000μmol L-1范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.9987和0.9994,檢出限(S/N=3)分別為0.05μmol L-1和0.06μmol L-1。該修飾電極重現(xiàn)性高、穩(wěn)定性強(qiáng),而且具有較寬的檢測范圍,將其應(yīng)用于尿液樣本中DA和UA的同時(shí)測定,獲得了滿意的結(jié)果。2.采用循環(huán)伏安法(CV)將6-硫鳥嘌呤(6-TG)聚合修飾在玻碳電極(GCE)表面制備了聚6-硫鳥嘌呤修飾的玻碳電極(P6-TG/GCE)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,P6-TG/GCE不僅能很好地改善DA、UA、XN和HXN的電化學(xué)行為,而且能將其重疊的氧化峰分開,呈現(xiàn)出四個明顯而尖銳的氧化峰,能夠用于對混合液中DA、UA、XN和HXN的同時(shí)測定。在p H 7.0的磷酸緩沖溶液(PBS)中,P6-TG/GCE展現(xiàn)出了很好的電催化活性。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,DA、UA、XN和HXN的氧化峰電流與其濃度分別在1~200μmol L-1、2~1600μmol L-1、1~500μmol L-1和2~800μmol L-1范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.9986、0.9997、0.9997和0.9998,檢出限(S/N=3)分別為0.05μmol L-1、0.06μmol L-1、0.30μmol L-1和0.10μmol L-1。該修飾電極穩(wěn)定性強(qiáng),具有較好的選擇性、較高的靈敏度和較寬的檢測范圍,將其應(yīng)用于尿液和血清樣本中DA、UA、XN和HXN的同時(shí)測定,獲得了滿意的結(jié)果。3.采用電化學(xué)法將6-硫鳥嘌呤(6-TG)和鄰氨基苯磺酸(ABSA)共聚在玻碳電極(GCE)表面制備了6-TG和ABSA的共聚物(P6-TG-ABSA)修飾的GCE(P6-TG-ABSA/GCE),并采用掃描電鏡(SEM)及電化學(xué)方法對修飾電極的形貌和電化學(xué)特性進(jìn)行了表征。SEM圖片顯示6-TG和ABSA的共聚物呈現(xiàn)出規(guī)則、均勻的顆粒狀結(jié)構(gòu),這有利于其對分析物的電催化作用;循環(huán)伏安和差分脈沖伏安分析結(jié)果表明,該修飾電極在0.1 mol L-1的磷酸鹽緩沖溶液(PBS,p H 5.0)中,對抗壞血酸(AA)和多巴胺(DA)具有良好的電催化響應(yīng),與其在聚6-硫鳥嘌呤和聚鄰氨基苯磺酸單聚物修飾電極上的電化學(xué)行為相比,兩者的氧化峰電流明顯增加,峰電位差(ΔEpa)為0.20 V,可以對二者進(jìn)行同時(shí)測定。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,AA和DA的濃度線性范圍分別為2-5000μmol L-1和2-180μmol L-1,相關(guān)系數(shù)分別為0.9996和0.9997,檢出限(S/N=3)分別為0.06μmol L-1和0.05μmol L-1。AA和DA在不同掃速下的的電化學(xué)氧化行為表明AA在P6-TG-ABSA/GCE上的電極過程受擴(kuò)散過程控制,而DA的電極過程受吸附過程控制。將該修飾電極應(yīng)用于尿樣中AA和DA的同時(shí)測定,結(jié)果滿意。通過以上工作的研究,可以得出嘌呤類物質(zhì)6-硫鳥嘌呤對生物分子多巴胺、尿酸、黃嘌呤、次黃嘌呤以及抗壞血酸具有電催化作用,同時(shí),在6-硫鳥嘌呤與苯胺類物質(zhì)、噻唑類物質(zhì)共聚時(shí),對生物分子仍然具有良好的催化效果,而且其電化學(xué)行為也令人滿意。因此,對于嘌呤類物質(zhì)在修飾電極方面對生物分子的催化響應(yīng)的應(yīng)用值得繼續(xù)深入研究。
【關(guān)鍵詞】：多巴胺 尿酸 黃嘌呤 次黃嘌呤 抗壞血酸 6-硫鳥嘌呤 4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1 2 4-三唑 鄰氨基苯磺酸
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 電化學(xué)分析法11-12
• 1.2 化學(xué)修飾電極概述12-13
• 1.3 聚合物薄膜修飾電極概述13-15
• 1.3.1 聚合物薄膜修飾電極的分類13-14
• 1.3.2 聚合物薄膜修飾電極的制備14
• 1.3.3 聚合物薄膜修飾電極的優(yōu)點(diǎn)14-15
• 1.3.4 聚合物薄膜修飾電極的應(yīng)用15
• 1.4 嘌呤類物質(zhì)15
• 1.5 本論文的研究背景及意義15-18
• 第2章 6?硫鳥嘌呤與 4-氨基3聯(lián)氨5巰基-1,2,4-三唑共聚修飾電極的制備及其對多巴胺和尿酸的同時(shí)測定18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分18-19
• 2.2.1 儀器與試劑18-19
• 2.2.2 修飾電極的制備19
• 2.3 結(jié)果和討論19-27
• 2.3.1 6?TG/AHMT在GCE上的電化學(xué)聚合19-22
• 2.3.2 聚合物膜修飾電極的電化學(xué)阻抗表征22
• 2.3.3 DA和UA在修飾電極上的電化學(xué)氧化22-23
• 2.3.4 P6?TG?AHMT/GCE對混合液中DA和UA的電化學(xué)區(qū)分23-24
• 2.3.5 DA和UA在P6?TG?AHMT/GCE上的選擇性測定24-25
• 2.3.6 DA和UA在P6?TG?AHMT/GCE上的同時(shí)測定25-26
• 2.3.7 DA和UA在不同掃速下的電化學(xué)氧化26-27
• 2.4 干擾研究27
• 2.5 電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性27-28
• 2.6 樣品分析28
• 2.7 小結(jié)28-29
• 第3章 聚 6?硫鳥嘌呤修飾電極的制備及其對多巴胺、尿酸、黃嘌呤和次黃嘌呤的同時(shí)測定29-45
• 3.1 引言29-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30
• 3.2.1 儀器與試劑30
• 3.2.2 修飾電極的制備30
• 3.3 結(jié)果和討論30-42
• 3.3.1 6?TG在GCE上的電化學(xué)聚合30-33
• 3.3.2 P6?TG膜的表面形貌33
• 3.3.3 P6?TG/GCE修飾電極的電化學(xué)阻抗表征33-34
• 3.3.4 DA、UA、XN和HXN在修飾電極上的電化學(xué)氧化34-35
• 3.3.5 P6?TG/GCE對混合液中DA、UA、XN和HXN的電化學(xué)區(qū)分35-37
• 3.3.6 溶液酸度的選擇37-38
• 3.3.7 DA、UA、XN和HXN在P6?TG/GCE上的選擇性測定38-39
• 3.3.8 DA、UA、XN和HXN在P6?TG/GCE上的同時(shí)測定39-40
• 3.3.9 DA、UA、XN和HXN在不同掃速下的電化學(xué)氧化40-42
• 3.4 干擾研究42-43
• 3.5 電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性43
• 3.6 樣品分析43
• 3.7 小結(jié)43-45
• 第4章 6?硫鳥嘌呤與鄰氨基苯磺酸共聚修飾電極的制備及其對抗壞血酸和多巴胺的同時(shí)測定45-59
• 4.1 引言45-46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46
• 4.2.1 儀器與試劑46
• 4.2.2 修飾電極的制備46
• 4.3 結(jié)果和討論46-56
• 4.3.1 6?TG/ABSA在GCE上的電化學(xué)聚合46-48
• 4.3.2 聚合物膜的表面形貌48-49
• 4.3.3 聚合物膜修飾電極的電化學(xué)阻抗表征49-50
• 4.3.4 AA和DA在修飾電極上的電化學(xué)氧化50-51
• 4.3.5 P6?TG?ABSA/GCE對混合液中AA和DA的電化學(xué)區(qū)分51-53
• 4.3.6 溶液酸度的選擇53
• 4.3.7 AA和DA在P6?TG?ABSA/GCE上的選擇性測定53-54
• 4.3.8 AA和DA在P6?TG?ABSA/GCE上的同時(shí)測定54-56
• 4.3.9 AA和DA在不同掃速下的電化學(xué)氧化56
• 4.4 干擾研究56-57
• 4.5 電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性57
• 4.6 樣品分析57
• 4.7 小結(jié)57-59
• 參考文獻(xiàn)59-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士期間研究成果67

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