金屬納米復(fù)合材料修飾電化學(xué)傳感器在疾病標(biāo)記物和藥物中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-12-09 22:39
近年來,采用電化學(xué)方法檢測疾病標(biāo)記物和藥物成為電化學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),眾所周知,疾病標(biāo)記物有諸多指標(biāo),主要由小分子疾病標(biāo)記物與大分子疾病標(biāo)記物(包括核酸類、蛋白質(zhì)類、糖類和脂類疾病標(biāo)記物)組成,這些指標(biāo)在人體中含量的異常通常是機(jī)體患病的征兆?股仡愃幬锞哂幸种萍(xì)菌生長或殺死細(xì)菌的作用。由于抗生素及其代謝產(chǎn)物可以滲透到地表水和地下水中,抗生素的殘留物污染了環(huán)境,從而嚴(yán)重影響生態(tài)平衡與人類健康。因此,迫切需要研究出高靈敏檢測生物樣品中疾病標(biāo)記物與藥物含量的方法。金屬納米復(fù)合材料由兩種或兩種以上納米材料復(fù)合而成,具有電催化性能好,可以發(fā)揮協(xié)同作用的優(yōu)點(diǎn),可以用來構(gòu)成性能優(yōu)異的電化學(xué)傳感器。因此,本論文主要研究金屬納米復(fù)合材料修飾電化學(xué)傳感器在疾病標(biāo)記物和藥物中的應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下:1、設(shè)計(jì)基于石墨烯與單壁碳納米管上電沉積鈰和銅的金屬納米復(fù)合物修飾的電化學(xué)傳感平臺(tái)(GR-SWNT-Ce-Cu-Tween 20/GCE),用于高靈敏地同時(shí)測定多巴胺(DA)、尿酸(UA)和葡萄糖(Glu)。通過掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對(duì)修飾物進(jìn)行表征,通過循環(huán)伏安法(CV)、差分脈沖伏安...
【文章來源】:廣東藥科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
L-酪氨酸傳感器的CuO/β-CD/Nf/GCE的制備過程
富,作為貴金屬的廉價(jià)替代品,由于其使用成本低,并在氧化還原反應(yīng)中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能和良好的生物相容性[90],而受到人們廣泛關(guān)注,被譽(yù)為化學(xué)生物傳感界最具前景的應(yīng)用材料。由于鈰納米材料易于制備的粒度、形態(tài)、獨(dú)特的電催化性能和選擇性,近年來,人們研究關(guān)于鈰納米材料,多集中于鈰納米復(fù)合材料(鈰的雙金屬納米材料、鈰與碳納米材料)和氧化鈰納米材料等的研究,用于構(gòu)建電化學(xué)傳感器檢測分析多種疾病標(biāo)記物。事實(shí)證明,鈰納米材料與精挑細(xì)選的支持物之間的相互作用,對(duì)于提高電化學(xué)傳感器的感應(yīng)性能至關(guān)重要。圖1.2表示Kanchana等人[91]采用水熱法和炭化法制備了基于鈰摻雜的羥基磷灰石(HA),即Ce-HA納米粒子(Ce-HA/GCE)修飾的玻碳電極(GCE)構(gòu)建了一種新型可靠且廉價(jià)的生物傳感器,并用于同時(shí)測定去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr),Ce-HA納米粒子具有強(qiáng)大的吸附能力,更大的表面濃度,構(gòu)建Ce-HA/GCE傳感器,檢測去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr)具有良好的線性范圍,分別為0.1–200、0.5–200和0.1–200μM,檢出限分別為0.058、0.39和0.072μM。具有出色的穩(wěn)定性,選擇性和可重現(xiàn)性,實(shí)用性考察,在人體血清和尿液樣品中進(jìn)行NE,UA和Tyr的加標(biāo)檢測,具有極好的回收率。圖1.2使用5Ce-HA納米粒子修飾的GCE同時(shí)檢測NE、UA和Tyr的示意圖Figure1.2SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofNE,UAandTyrusing5Ce-HAnanoparticlesmodifiedGCE.根據(jù)還原或氧化條件不同,鈰離子氧化態(tài)的化合價(jià)在+3和+4之間變化,因此CeO2具有出色的存儲(chǔ)或釋放氧氣的能力。由于氧化物的催化活性與它們?cè)谄浔砻嫣?
廣東藥科大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文8供吸附性氧種類的能力以及容易提取其晶格氧形成氧空位有關(guān)。因此,電子結(jié)構(gòu)通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)摻雜引入氧空位,十分容易改變CeO2的理化性質(zhì)。Lavanya等人[92]首次使用鈷摻雜的CeO2納米顆粒制造了一種新型電化學(xué)傳感器(圖1.3所示),首次用于同時(shí)測定黃嘌呤(XA),次黃嘌呤(HXA)和尿酸(UA),修飾電極表現(xiàn)出明顯分離的陽極峰。XA、HXA和UA線性分別在0.1–1000、1–600和1–2200μM濃度范圍內(nèi),檢出限分別為0.096、0.36和0.12μM(S/N=3),所制造的傳感器進(jìn)一步用于檢測人體尿液中的XA,HXA和UA有良好選擇性和重現(xiàn)性。圖1.3使用10wt%Co-CeO2NPs修飾的GCE同時(shí)檢測UA、XA和HXA的示意圖Figure1.3SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofUA,XAandHXAusing10wt%Co-CeO2NPsmodifiedGCE.1.4.1.2銅納米復(fù)合材料修飾電化學(xué)傳感器在疾病標(biāo)記物中的應(yīng)用銅納米材料由于其低廉的研究成本、快速的電導(dǎo)率、獨(dú)特的性能、新穎的應(yīng)用和不受氯化物中毒的干擾,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起專家們廣泛的科研興趣。在過去幾十年間,科學(xué)家一直致力于設(shè)計(jì)基于銅納米復(fù)合材料的新型電化學(xué)傳感器,用于疾病早期診斷與預(yù)防。以銅納米粒子為基底的復(fù)合材料[93-94],包含碳材料(石墨烯、碳納米管等)、纖維、聚合物、金屬氧化物等,由于電信號(hào)的放大,增加電化學(xué)傳感器性能。Ma等人[95]通過一步電沉積硫酸銅水溶液,將銅納米粒子(CuNPs)負(fù)載在三維泡沫鎳上,形成CuNPs@NiF復(fù)合改性電極,構(gòu)建出非酶促葡萄糖傳感器,成功地應(yīng)用于葡萄糖催化氧化(圖1.4所示),通過循環(huán)伏安法(CV)和計(jì)時(shí)電流法(i-t曲線)探究電極的靈敏度,研發(fā)的銅納米復(fù)合材料傳感器低成本、無毒和電催化活性高,可在無酶傳感器中充當(dāng)催化劑的角色,具有出色的葡
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國際納米科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)研究[J]. 焦健,杜鵬. 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究. 2019(10)
[2]納米材料的應(yīng)用及制備[J]. 尹雨悅,王福春,王萬坤,陳志博,楊麗. 廣東化工. 2019(18)
[3]納米材料的分類及其物理性能研究[J]. 趙心瑩. 信息記錄材料. 2018(02)
[4]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
[5]生物標(biāo)志物分類及其在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 李愛玲,宋健. 中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志. 2015(01)
[6]血清中葡萄糖含量的測定方法及其研究進(jìn)展[J]. 戴新華,齊韜,楊夢(mèng)瑞,徐蓓,方向. 化學(xué)分析計(jì)量. 2008(03)
[7]納米技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 馬玉寶. 勝利油田職工大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào):3531436
【文章來源】:廣東藥科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
L-酪氨酸傳感器的CuO/β-CD/Nf/GCE的制備過程
富,作為貴金屬的廉價(jià)替代品,由于其使用成本低,并在氧化還原反應(yīng)中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能和良好的生物相容性[90],而受到人們廣泛關(guān)注,被譽(yù)為化學(xué)生物傳感界最具前景的應(yīng)用材料。由于鈰納米材料易于制備的粒度、形態(tài)、獨(dú)特的電催化性能和選擇性,近年來,人們研究關(guān)于鈰納米材料,多集中于鈰納米復(fù)合材料(鈰的雙金屬納米材料、鈰與碳納米材料)和氧化鈰納米材料等的研究,用于構(gòu)建電化學(xué)傳感器檢測分析多種疾病標(biāo)記物。事實(shí)證明,鈰納米材料與精挑細(xì)選的支持物之間的相互作用,對(duì)于提高電化學(xué)傳感器的感應(yīng)性能至關(guān)重要。圖1.2表示Kanchana等人[91]采用水熱法和炭化法制備了基于鈰摻雜的羥基磷灰石(HA),即Ce-HA納米粒子(Ce-HA/GCE)修飾的玻碳電極(GCE)構(gòu)建了一種新型可靠且廉價(jià)的生物傳感器,并用于同時(shí)測定去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr),Ce-HA納米粒子具有強(qiáng)大的吸附能力,更大的表面濃度,構(gòu)建Ce-HA/GCE傳感器,檢測去甲腎上腺素(NE),尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr)具有良好的線性范圍,分別為0.1–200、0.5–200和0.1–200μM,檢出限分別為0.058、0.39和0.072μM。具有出色的穩(wěn)定性,選擇性和可重現(xiàn)性,實(shí)用性考察,在人體血清和尿液樣品中進(jìn)行NE,UA和Tyr的加標(biāo)檢測,具有極好的回收率。圖1.2使用5Ce-HA納米粒子修飾的GCE同時(shí)檢測NE、UA和Tyr的示意圖Figure1.2SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofNE,UAandTyrusing5Ce-HAnanoparticlesmodifiedGCE.根據(jù)還原或氧化條件不同,鈰離子氧化態(tài)的化合價(jià)在+3和+4之間變化,因此CeO2具有出色的存儲(chǔ)或釋放氧氣的能力。由于氧化物的催化活性與它們?cè)谄浔砻嫣?
廣東藥科大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文8供吸附性氧種類的能力以及容易提取其晶格氧形成氧空位有關(guān)。因此,電子結(jié)構(gòu)通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)摻雜引入氧空位,十分容易改變CeO2的理化性質(zhì)。Lavanya等人[92]首次使用鈷摻雜的CeO2納米顆粒制造了一種新型電化學(xué)傳感器(圖1.3所示),首次用于同時(shí)測定黃嘌呤(XA),次黃嘌呤(HXA)和尿酸(UA),修飾電極表現(xiàn)出明顯分離的陽極峰。XA、HXA和UA線性分別在0.1–1000、1–600和1–2200μM濃度范圍內(nèi),檢出限分別為0.096、0.36和0.12μM(S/N=3),所制造的傳感器進(jìn)一步用于檢測人體尿液中的XA,HXA和UA有良好選擇性和重現(xiàn)性。圖1.3使用10wt%Co-CeO2NPs修飾的GCE同時(shí)檢測UA、XA和HXA的示意圖Figure1.3SchematicrepresentationforsimultaneousdetectionofUA,XAandHXAusing10wt%Co-CeO2NPsmodifiedGCE.1.4.1.2銅納米復(fù)合材料修飾電化學(xué)傳感器在疾病標(biāo)記物中的應(yīng)用銅納米材料由于其低廉的研究成本、快速的電導(dǎo)率、獨(dú)特的性能、新穎的應(yīng)用和不受氯化物中毒的干擾,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起專家們廣泛的科研興趣。在過去幾十年間,科學(xué)家一直致力于設(shè)計(jì)基于銅納米復(fù)合材料的新型電化學(xué)傳感器,用于疾病早期診斷與預(yù)防。以銅納米粒子為基底的復(fù)合材料[93-94],包含碳材料(石墨烯、碳納米管等)、纖維、聚合物、金屬氧化物等,由于電信號(hào)的放大,增加電化學(xué)傳感器性能。Ma等人[95]通過一步電沉積硫酸銅水溶液,將銅納米粒子(CuNPs)負(fù)載在三維泡沫鎳上,形成CuNPs@NiF復(fù)合改性電極,構(gòu)建出非酶促葡萄糖傳感器,成功地應(yīng)用于葡萄糖催化氧化(圖1.4所示),通過循環(huán)伏安法(CV)和計(jì)時(shí)電流法(i-t曲線)探究電極的靈敏度,研發(fā)的銅納米復(fù)合材料傳感器低成本、無毒和電催化活性高,可在無酶傳感器中充當(dāng)催化劑的角色,具有出色的葡
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國際納米科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)研究[J]. 焦健,杜鵬. 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究. 2019(10)
[2]納米材料的應(yīng)用及制備[J]. 尹雨悅,王福春,王萬坤,陳志博,楊麗. 廣東化工. 2019(18)
[3]納米材料的分類及其物理性能研究[J]. 趙心瑩. 信息記錄材料. 2018(02)
[4]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
[5]生物標(biāo)志物分類及其在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 李愛玲,宋健. 中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志. 2015(01)
[6]血清中葡萄糖含量的測定方法及其研究進(jìn)展[J]. 戴新華,齊韜,楊夢(mèng)瑞,徐蓓,方向. 化學(xué)分析計(jì)量. 2008(03)
[7]納米技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 馬玉寶. 勝利油田職工大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào):3531436
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