本文關鍵詞：血紅素基復合材料的制備及其在電化學傳感中的應用

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【摘要】：模擬酶是將天然酶的催化原理運用到合成催化材料的設計中,通過化學手段制備的具有天然酶的高效專一性的新型催化劑,具有制備方法簡單、成本低、易于大規(guī)模生成等優(yōu)點。這類材料在電化學中的應用也受到了廣泛關注。血紅素是一種典型的具有類似酶的活性中心的催化材料,它屬于卟啉類化合物,是血紅蛋白、肌紅蛋白等的輔基,負責生物體內電子和氧的轉移。血紅素分子中的四個吡咯環(huán)通過四個甲炔基相連形成的一個環(huán)形結構,Fe2+位于環(huán)中心,與吡咯環(huán)上的氮原子結合,形成4個配位鍵。將血紅素與其它納米材料相結合制備而成血紅素基納米復合材料,既可以保持血紅素良好的催化性能又具有增強的穩(wěn)定性和良好的催化性能,是一類具有潛在應用的模擬酶材料,有望應用于生物傳感領域。本研究基于血紅素優(yōu)良的模擬酶催化性質,研究了鋅摻雜的血紅素復合材料,血紅素-氧化石墨烯復合材料以及血紅素-氮化硼復合材料的制備及其在葡萄糖以及植物激素吲哚乙酸測定方面的應用。1、鋅摻雜的血紅素復合材料的合成、表征及其在葡萄糖測定中的應用。通過簡單的水熱法,合成了鋅摻雜的血紅素復合材料,探討了葡萄糖氧化酶(GOD)在該復合材料上的固定及電化學響應。研究表明該新型鋅摻雜的血紅素復合材料穩(wěn)定性好,能為GOD的固定提供良好的微環(huán)境,很好的保持了固定的GDO的生物活性。能作為模擬酶,促進GOD和電極表面之間的電子傳遞。該復合材料修飾電極對葡萄糖檢測的線性范圍為5.0 μM-0.5 mM,檢出限為0.5 μM (S/N=3),相關系數(shù)R為0.998。結果表明鋅摻雜的血紅素復合材料提高了GOD對葡萄糖的選擇性及靈敏度,對實際樣品檢測的結果令人滿意。2、血紅素-氧化石墨烯復合材料的合成、表征及其在植物激素測定中的應用。通過水熱法合成了血紅素-氧化石墨烯復合材料(Hemin/rGO),通過掃描電子顯微鏡、拉曼光譜以及紫外可見光譜對該復合材料進行了表征。該材料具有過氧化物酶的性質,將該復合材料修飾到玻碳電極表面,在有氧的情況下能實現(xiàn)對吲哚乙酸的催化氧化。在磷酸鹽緩沖溶液體系中,利用電流時間曲線法,設計了一種方便、快速和低成本檢測植物激素吲哚乙酸(IAA)含量的新方法。該方法對IAA測定的線性范圍是0.1μM-0.185mM,相關系數(shù)R為0.999,檢測限為0.05μM,能用于實際樣品的檢測,結果令人滿意。3、血紅素-氮化硼復合材料的合成、表征及其在植物激素測定中的應用。利用水熱法合成了血紅素-氮化硼復合材料(Hemin/BN),利用該復合材料的擬過氧化物酶的性質,制備了一種能夠直接用于測定吲哚乙酸(IAA)的新型電化學生物傳感器。將制備的Hemin/BN復合材料修飾到玻碳電極表面,在有氧的條件下,利用電流時間曲線法,實現(xiàn)了對吲哚乙酸簡單、快速、高選擇性的測定。該傳感器對IAA測定的線性范圍為0.5μM-0.08 mM,檢出限為0.15μM(S/N=3),相關系數(shù)高達0.997。將該傳感器用于測定水果和果汁中的吲哚乙酸,結果令人滿意。
【關鍵詞】：電化學 血紅素 復合材料 氧化石墨烯 氮化硼 葡萄糖 吲哚乙酸
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TS207.3;O657.1
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 前言9-26
• 1.1 概述9
• 1.2 血紅素簡介9-10
• 1.3 卟啉類復合材料的制備10-13
• 1.3.1 高分子基卟啉復合材料的制備11-12
• 1.3.2 無機物/卟啉復合材料的制備12-13
• 1.4 卟啉類復合材料的應用13-14
• 1.5 類石墨烯材料14-15
• 1.6 吲哚乙酸15-16
• 1.7 檢測吲哚乙酸的主要研究方法16-17
• 1.7.1 高效液相色譜法16
• 1.7.2 高效液相色譜-質譜法16-17
• 1.7.3 電化學檢測法17
• 1.8 本文的主要研究內容及創(chuàng)新點17-18
• 1.9 參考文獻18-26
• 第二章 鋅摻雜的血紅素復合材料的合成、表征及其在葡萄糖測定中的應用26-45
• 2.1 前言26
• 2.2 實驗部分26-30
• 2.2.1 主要試劑與儀器26-28
• 2.2.2 實驗方法28-30
• 2.2.2.1 鋅摻雜的血紅素復合材料的合成28-29
• 2.2.2.2 基于鋅摻雜的血紅素的葡萄糖傳感器制備29-30
• 2.3 結果與討論30-41
• 2.3.1 鋅摻雜的血紅素復合材料的表征30-32
• 2.3.1.1 FTIR表征30-31
• 2.3.1.2 Hemin-Zn復合材料的SEM表征31
• 2.3.1.3 Hemin-Zn復合材料的TEM表征31-32
• 2.3.2 葡萄糖傳感器的電化學性能及表征32-33
• 2.3.3 掃速與pH對葡萄糖傳感器的影響33-35
• 2.3.4 葡萄糖傳感器測定條件的優(yōu)化35-37
• 2.3.4.1 電位對葡萄糖檢測的影響35-36
• 2.3.4.2 pH對葡萄糖檢測的影響36-37
• 2.3.5 葡萄糖傳感器對葡萄糖檢測的線性范圍及檢出限37-38
• 2.3.6 葡萄糖測定中的干擾實驗38-39
• 2.3.7 修飾電極的穩(wěn)定性和重復性39-40
• 2.3.8 實際樣品的測定40-41
• 2.3.9 與其他文獻方法比較41
• 2.4 結論41-42
• 2.5 參考文獻42-45
• 第三章 血紅素-氧化石墨烯復合材料的合成、表征及其在吲哚乙酸測定中的應用45-61
• 3.1 前言45
• 3.2 實驗部分45-48
• 3.2.1 主要試劑與儀器45-46
• 3.2.2 實驗方法46-48
• 3.2.2.1 血紅素-氧化石墨烯復合材料的合成46-47
• 3.2.2.2 基于血紅素-氧化石墨烯復合材料傳感器的制備47-48
• 3.3 結果與討論48-59
• 3.3.1 血紅素-氧化石墨烯復合材料的表征48-50
• 3.3.1.1 Hemin/rCO TEM表征分析48-49
• 3.3.1.2 Hemin/rGO 拉曼表征分析49-50
• 3.3.1.3 Hemin/rGO UV-vis表征分析50
• 3.3.2 Hemin/rGO傳感器的電化學性能及表征50-51
• 3.3.3 掃速與pH對Hemin/rGO傳感器的影響51-53
• 3.3.4 Hemin/rGO傳感器對IAA檢測條件的優(yōu)化53-55
• 3.3.4.1 電位對IAA檢測的影響53-54
• 3.3.4.2 pH對IAA檢測的影響54-55
• 3.3.5 Hemin/rGO傳感器對IAA檢測的線性范圍及檢出限55-56
• 3.3.6 IAA測定中的干擾實驗56-57
• 3.3.7 修飾電極的穩(wěn)定性和重復性57-58
• 3.3.8 實際樣品的測定58-59
• 3.4 結論59
• 3.5 參考文獻59-61
• 第四章 血紅素-氮化硼復合材料的合成、表征及其在植物激素測定中的應用61-76
• 4.1 前言61
• 4.2 實驗部分61-63
• 4.2.1 主要試劑與儀器61-62
• 4.2.2 實驗方法62-63
• 4.2.2.1 血紅素-氮化硼復合材料的合成62-63
• 4.2.2.2 基于血紅素-氮化硼復合材料傳感器的制備63
• 4.3 結果與討論63-74
• 4.3.1 血紅素-氮化硼復合材料的表征63-65
• 4.3.1.1 Hemin/BN SEM表征分析63-64
• 4.3.1.2 Hemin/BN UV-vis表征分析64-65
• 4.3.1.2 Hemin/BN FTIR表征分析65
• 4.3.2 Hemin/BN傳感器的電化學性能及表征65-66
• 4.3.3 掃速與pH對Hemin/BN傳感器的影響66-68
• 4.3.4 Hemin/BN傳感器對IAA檢測條件的優(yōu)化68-70
• 4.3.4.1 電位對IAA檢測的影響68-69
• 4.3.4.2 pH對IAA檢測的影響69-70
• 4.3.5 Hemin/BN傳感器對IAA檢測的線性范圍及檢出限70-71
• 4.3.6 IAA測定中的干擾實驗71-72
• 4.3.7 修飾電極的穩(wěn)定性和重復性72-73
• 4.3.8 實際樣品的測定73-74
• 4.4 結論74
• 4.5 參考文獻74-76
• 第五章 結論76-77
• 碩士研究生期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王明月;;高效液相色譜法測定發(fā)酵液中的吲哚乙酸含量[J];熱帶農業(yè)工程;2009年05期

，

本文編號：633463