本文關鍵詞：基于全固態(tài)離子選擇性電極的神經(jīng)遞質(zhì)檢測技術(shù)研究　出處：《浙江大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 離子選擇性電極 全固態(tài) 導電聚合物 神經(jīng)遞質(zhì) 乙酰膽堿 多巴胺 檢測系統(tǒng)

【摘要】：離子選擇性電極是一類通過膜電勢檢測溶液中待測物活度或濃度的電化學傳感器,其與參比電極形成的電勢差和待測物含量的關系符合能斯特方程。與傳統(tǒng)離子選擇性電極相比,全固態(tài)離子選擇性電極將固態(tài)電解質(zhì)代替內(nèi)充電解液,在繼承離子選擇性電極已有的優(yōu)點外,還可以消除穩(wěn)態(tài)主離子通量帶來的影響,不需要特別維護,更加經(jīng)久耐用,易于微型化,能夠滿足在體神經(jīng)遞質(zhì)檢測的要求。本課題致力于微型全固態(tài)神經(jīng)遞質(zhì)離子選擇性電極以及便攜式多通道神經(jīng)遞質(zhì)檢測裝置的研發(fā)。研制的微型全固態(tài)神經(jīng)遞質(zhì)離子選擇性電極已經(jīng)實現(xiàn)了對乙酰膽堿和多巴胺的檢測,結(jié)合自主設計開發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)檢測裝置,為神經(jīng)科學研究者進行活體神經(jīng)實驗提供新的檢測技術(shù)。本文對乙酰膽堿和多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)的化學特性,作用機理以及已有研究進展等進行了綜述和分析,介紹了常用在體神經(jīng)遞質(zhì)檢測技術(shù)的檢測原理,闡述了不同檢測技術(shù)在乙酰膽堿和多巴胺分析中的研究應用現(xiàn)狀及特點。詳細描述了離子選擇性電極的理論基礎,結(jié)構(gòu)組成和分類特點等,對乙酰膽堿和多巴胺離子載體響應機理以及導電聚合物工作原理作了說明分析,并介紹了離子選擇性電極在生物檢測和環(huán)境監(jiān)測等領域的優(yōu)勢和應用現(xiàn)狀。針對目前神經(jīng)遞質(zhì)檢測技術(shù)操作復雜、價格昂貴、實時性差等缺點,本課題研究了一種操作便捷,靈敏度高的神經(jīng)遞質(zhì)離子選擇性電極制備技術(shù)。以乙酰膽堿作為研究對象,制備了不同結(jié)構(gòu)的全固態(tài)乙酰膽堿離子選擇性電極。通過不同的制作工藝和電極各個組成部分的優(yōu)化實驗,成功研制出了以金絲作為導電介質(zhì),導電聚合物PEDOT/PSS作為固態(tài)電解質(zhì),含有中性載體的高分子聚氯乙烯膜作為敏感膜的微型全固態(tài)乙酰膽堿離子選擇性電極。在乙酰膽堿離子選擇性電極的研究基礎上,經(jīng)過一系列的優(yōu)化實驗,成功制作了微型全固態(tài)多巴胺離子選擇性電極。對制備的乙酰膽堿、多巴胺離子選擇性電極分別進行了檢測實驗,考察了電極檢測下限,線性范圍,選擇性和動態(tài)響應特性等性能指標,研制了一類全新的神經(jīng)遞質(zhì)在體檢測電化學傳感器。結(jié)合研制的微型全固態(tài)神經(jīng)遞質(zhì)離子選擇性電極,自主開發(fā)了 一套便攜式多通道神經(jīng)遞質(zhì)檢測系統(tǒng)。該檢測裝置以開路電位法為檢測原理,集成了操作、顯示和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?能在不外接電源的情況下,實現(xiàn)多種神經(jīng)遞質(zhì)的同時連續(xù)檢測,穩(wěn)定可靠,操作簡單,檢測精度高,適用于多種活體神經(jīng)遞質(zhì)檢測環(huán)境。
[Abstract]:The ion selective electrode is a kind of electrochemical sensor through the membrane potential detection solution of analyte concentration or activity, and the potential difference between the reference electrode and the analyte content with the Nernst equation. Compared with the traditional ion selective electrode, the solid electrolyte solution instead of charging in all solid state ion selective electrode. The advantages of ion selective electrode has been outside, but also can eliminate the effect of steady main ion flux caused by the need for special maintenance, more durable, easy miniaturization, can satisfy the in vivo detection of neurotransmitter requirements. This thesis focuses on the research of miniature solid state ion selective electrode and neurotransmitter portable multi-channel detection of neurotransmitter the development of the micro device. The solid-state neurotransmitter ion selective electrode has realized the detection of acetylcholine and dopamine, combined with the self Neurotransmitter detection device design and development, provide new method for in vivo nerve in experimental neuroscience research researchers. In this paper, the chemical properties of acetylcholine and dopamine and other neurotransmitters, the mechanism and the research progress were reviewed and analyzed, introduced the commonly used in the detection principle of neurotransmitter detection technology, expounds the research application status and characteristics of different detection techniques in the analysis of acetylcholine and dopamine. The detailed description of the basic theory of ion selective electrode structure, composition and classification characteristics of acetylcholine and dopamine, ionophore response mechanism and working principle of conductive polymers are discussed in this paper, and introduces the advantages and application of ion selective electrode in the field of biological detection and environmental monitoring and so on. At present, the neurotransmitter detection technology of complex operation, expensive, real-time Etc, this paper studies a kind of convenient operation, the neurotransmitter ion selective electrode preparation technology with high sensitivity to acetylcholine. Acetylcholine as the research object, all solid state ion selective electrode with different structure were prepared. Through the different production process and electrode component optimization experiment, successfully developed with gold as a conductive medium, PEDOT/PSS as conductive polymer solid electrolyte, polymer polyvinyl chloride film containing neutral carrier as a miniature solid state acetylcholine ion selective electrode sensitive film. Based on the study of acetylcholine ion selective electrode, through a series of optimization experiments, the successful production of miniature solid state ion selective electrode on dopamine. The preparation of acetylcholine, dopamine ion selective electrode were detected on experiment, detection limit of the electrode, The linear range, selectivity and dynamic response performance characteristics, a new kind of neurotransmitter measuring electrochemical sensor is developed. The development of physical examination in miniature solid state ion selective electrode with neurotransmitters, developed a portable multi-channel neurotransmitter detection system. The detection device to open circuit potential method for detecting principle, integration operation, display and data transmission and other functions, in the external power supply, to achieve a variety of neurotransmitters and continuous detection, stable and reliable, simple operation, high detection precision, suitable for multiple in vivo detection of neurotransmitter.

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R338;TP212

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本文編號：1369730