嘌呤聚合物膜的制备及其在生物分析中的应用

发布时间：2017-10-31 10:26

  本文关键词：嘌呤聚合物膜的制备及其在生物分析中的应用

  更多相关文章： 多巴胺 尿酸 黄嘌呤 次黄嘌呤 抗坏血酸 6-硫鸟嘌呤 4-氨基-3-联氨-5-巯基-1 2 4-三唑 邻氨基苯磺酸

【摘要】：多巴胺(DA)、尿酸(UA)、黄嘌呤(XN)、次黄嘌呤(HXN)以及抗坏血酸(AA)等生物分子,它们同时存在于生物体组织中,是人类新陈代谢生理过程中必不可少的物质。这几种生物分子在人体内含量的高低直接影响着人类的身体健康,如高血压、白血病、肺炎、高尿酸血症、黄嘌呤尿等疾病。因此,对这五种生物分子的检测具有很重要的意义。但由于多巴胺、尿酸、黄嘌呤、次黄嘌呤及抗坏血酸这几种生物分子在常规的玻碳电极上具有较高的,而且相互接近的氧化过电位,并且它们本身及自身的氧化产物容易吸咐在电极表面而使电极产生“污染”,从而极大地影响了检测的分析效果。针对以上问题,出现了各种各样的修饰电极,如石墨烯,碳纳米管,金属纳米粒子,导电聚合物等修饰电极已经被制备,并应用于对这些生物分子的检测。而在众多的修饰材料中,聚合物膜修饰电极由于制备方法简单,电化学响应信号强,良好的稳定性,重现性以及膜的厚度可以控制等优点而倍受人们的关注,如聚噻吩、聚噻唑、聚苯胺、聚吡咯等已有大量文献报道,而对于嘌呤的聚合、在修饰电极上的应用及其与生物分子相互作用方面的研究还鲜有报道。本论文以嘌呤的聚合为主线开展了以下三方面的工作:1.采用电化学法将6-硫鸟嘌呤(6-TG)和4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三唑(AHMT)共聚在玻碳电极(GCE)表面制备了6-TG和AHMT的共聚物(P6-TGAHMT)修饰的GCE(P6-TG-AHMT/GCE),P6-TG-AHMT/GCE不仅能很好地改善DA和UA的电化学行为,而且能将其重叠的氧化峰分开,呈现出两个尖锐的氧化峰,故该修饰电极可用于对混合液中DA和UA的同时测定。在p H 6.8的磷酸缓冲溶液(PBS)中,P6-TG-AHMT/GCE展现出了很好的电催化活性。在优化的实验条件下,DA和UA的氧化峰电流与其浓度分别在0.8~220μmol L-1和1~2000μmol L-1范围内呈良好的线性关系,相关系数分别为0.9987和0.9994,检出限(S/N=3)分别为0.05μmol L-1和0.06μmol L-1。该修饰电极重现性高、稳定性强,而且具有较宽的检测范围,将其应用于尿液样本中DA和UA的同时测定,获得了满意的结果。2.采用循环伏安法(CV)将6-硫鸟嘌呤(6-TG)聚合修饰在玻碳电极(GCE)表面制备了聚6-硫鸟嘌呤修饰的玻碳电极(P6-TG/GCE)。实验结果表明,P6-TG/GCE不仅能很好地改善DA、UA、XN和HXN的电化学行为,而且能将其重叠的氧化峰分开,呈现出四个明显而尖锐的氧化峰,能够用于对混合液中DA、UA、XN和HXN的同时测定。在p H 7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中,P6-TG/GCE展现出了很好的电催化活性。在优化的实验条件下,DA、UA、XN和HXN的氧化峰电流与其浓度分别在1~200μmol L-1、2~1600μmol L-1、1~500μmol L-1和2~800μmol L-1范围内呈良好的线性关系,相关系数分别为0.9986、0.9997、0.9997和0.9998,检出限(S/N=3)分别为0.05μmol L-1、0.06μmol L-1、0.30μmol L-1和0.10μmol L-1。该修饰电极稳定性强,具有较好的选择性、较高的灵敏度和较宽的检测范围,将其应用于尿液和血清样本中DA、UA、XN和HXN的同时测定,获得了满意的结果。3.采用电化学法将6-硫鸟嘌呤(6-TG)和邻氨基苯磺酸(ABSA)共聚在玻碳电极(GCE)表面制备了6-TG和ABSA的共聚物(P6-TG-ABSA)修饰的GCE(P6-TG-ABSA/GCE),并采用扫描电镜(SEM)及电化学方法对修饰电极的形貌和电化学特性进行了表征。SEM图片显示6-TG和ABSA的共聚物呈现出规则、均匀的颗粒状结构,这有利于其对分析物的电催化作用;循环伏安和差分脉冲伏安分析结果表明,该修饰电极在0.1 mol L-1的磷酸盐缓冲溶液(PBS,p H 5.0)中,对抗坏血酸(AA)和多巴胺(DA)具有良好的电催化响应,与其在聚6-硫鸟嘌呤和聚邻氨基苯磺酸单聚物修饰电极上的电化学行为相比,两者的氧化峰电流明显增加,峰电位差(ΔEpa)为0.20 V,可以对二者进行同时测定。在优化的实验条件下,AA和DA的浓度线性范围分别为2-5000μmol L-1和2-180μmol L-1,相关系数分别为0.9996和0.9997,检出限(S/N=3)分别为0.06μmol L-1和0.05μmol L-1。AA和DA在不同扫速下的的电化学氧化行为表明AA在P6-TG-ABSA/GCE上的电极过程受扩散过程控制,而DA的电极过程受吸附过程控制。将该修饰电极应用于尿样中AA和DA的同时测定,结果满意。通过以上工作的研究,可以得出嘌呤类物质6-硫鸟嘌呤对生物分子多巴胺、尿酸、黄嘌呤、次黄嘌呤以及抗坏血酸具有电催化作用,同时,在6-硫鸟嘌呤与苯胺类物质、噻唑类物质共聚时,对生物分子仍然具有良好的催化效果,而且其电化学行为也令人满意。因此,对于嘌呤类物质在修饰电极方面对生物分子的催化响应的应用值得继续深入研究。
【关键词】：多巴胺 尿酸 黄嘌呤 次黄嘌呤 抗坏血酸 6-硫鸟嘌呤 4-氨基-3-联氨-5-巯基-1 2 4-三唑 邻氨基苯磺酸
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 电化学分析法11-12
• 1.2 化学修饰电极概述12-13
• 1.3 聚合物薄膜修饰电极概述13-15
• 1.3.1 聚合物薄膜修饰电极的分类13-14
• 1.3.2 聚合物薄膜修饰电极的制备14
• 1.3.3 聚合物薄膜修饰电极的优点14-15
• 1.3.4 聚合物薄膜修饰电极的应用15
• 1.4 嘌呤类物质15
• 1.5 本论文的研究背景及意义15-18
• 第2章 6?硫鸟嘌呤与 4-氨基3联氨5巯基-1,2,4-三唑共聚修饰电极的制备及其对多巴胺和尿酸的同时测定18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-19
• 2.2.1 仪器与试剂18-19
• 2.2.2 修饰电极的制备19
• 2.3 结果和讨论19-27
• 2.3.1 6?TG/AHMT在GCE上的电化学聚合19-22
• 2.3.2 聚合物膜修饰电极的电化学阻抗表征22
• 2.3.3 DA和UA在修饰电极上的电化学氧化22-23
• 2.3.4 P6?TG?AHMT/GCE对混合液中DA和UA的电化学区分23-24
• 2.3.5 DA和UA在P6?TG?AHMT/GCE上的选择性测定24-25
• 2.3.6 DA和UA在P6?TG?AHMT/GCE上的同时测定25-26
• 2.3.7 DA和UA在不同扫速下的电化学氧化26-27
• 2.4 干扰研究27
• 2.5 电极的重现性和稳定性27-28
• 2.6 样品分析28
• 2.7 小结28-29
• 第3章 聚 6?硫鸟嘌呤修饰电极的制备及其对多巴胺、尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤的同时测定29-45
• 3.1 引言29-30
• 3.2 实验部分30
• 3.2.1 仪器与试剂30
• 3.2.2 修饰电极的制备30
• 3.3 结果和讨论30-42
• 3.3.1 6?TG在GCE上的电化学聚合30-33
• 3.3.2 P6?TG膜的表面形貌33
• 3.3.3 P6?TG/GCE修饰电极的电化学阻抗表征33-34
• 3.3.4 DA、UA、XN和HXN在修饰电极上的电化学氧化34-35
• 3.3.5 P6?TG/GCE对混合液中DA、UA、XN和HXN的电化学区分35-37
• 3.3.6 溶液酸度的选择37-38
• 3.3.7 DA、UA、XN和HXN在P6?TG/GCE上的选择性测定38-39
• 3.3.8 DA、UA、XN和HXN在P6?TG/GCE上的同时测定39-40
• 3.3.9 DA、UA、XN和HXN在不同扫速下的电化学氧化40-42
• 3.4 干扰研究42-43
• 3.5 电极的重现性和稳定性43
• 3.6 样品分析43
• 3.7 小结43-45
• 第4章 6?硫鸟嘌呤与邻氨基苯磺酸共聚修饰电极的制备及其对抗坏血酸和多巴胺的同时测定45-59
• 4.1 引言45-46
• 4.2 实验部分46
• 4.2.1 仪器与试剂46
• 4.2.2 修饰电极的制备46
• 4.3 结果和讨论46-56
• 4.3.1 6?TG/ABSA在GCE上的电化学聚合46-48
• 4.3.2 聚合物膜的表面形貌48-49
• 4.3.3 聚合物膜修饰电极的电化学阻抗表征49-50
• 4.3.4 AA和DA在修饰电极上的电化学氧化50-51
• 4.3.5 P6?TG?ABSA/GCE对混合液中AA和DA的电化学区分51-53
• 4.3.6 溶液酸度的选择53
• 4.3.7 AA和DA在P6?TG?ABSA/GCE上的选择性测定53-54
• 4.3.8 AA和DA在P6?TG?ABSA/GCE上的同时测定54-56
• 4.3.9 AA和DA在不同扫速下的电化学氧化56
• 4.4 干扰研究56-57
• 4.5 电极的重现性和稳定性57
• 4.6 样品分析57
• 4.7 小结57-59
• 参考文献59-66
• 致谢66-67
• 攻读硕士期间研究成果67

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