半胱氨酸的电化学检测方法研究

发布时间：2017-05-06 19:01

  本文关键词：半胱氨酸的电化学检测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物小分子半胱氨酸是一种含巯基的非必需氨基酸,是生物体的重要组成成分。它不仅是许多蛋白质的构成成分,而且参与了许多生物体内重要的生理化学反应。实时、准确、快速、高选择性地检测血样以及细胞中的半胱氨酸的含量,对于众多疾病的诊断具有十分重要的意义。电化学检测方法具有灵敏度高、所需设备简单、检测成本低等显著特点而被认为是半胱氨酸的检测最简单有效的方法之一。然而电化学检测方法在半胱氨酸检测中存在着检测电位高、氧化产物胱氨酸容易吸附到电极表面等问题,因此电化学在半胱氨酸检测中仍存在着选择性差和电极钝化等严重问题。本论文就以上存在的两方面问题,发展了以下两种半胱氨酸的电化学检测传感器,实现了半胱氨酸的低电位氧化,提高了选择性,并且有效的解决了电极钝化的现象。论文的主要工作如下： 一.电化学还原石墨烯在半胱氨酸选择性检测中的应用。 通过电化学还原石墨烯与萘酚复合纳米材料修饰电极构建了一种高灵敏的,选择性好的半胱氨酸生物传感器。通过电化学的方法对石墨烯表面所带的官能团的数量及种类进行了细微的控制。良好的导电性,三维贯通结构以及合适的含氧官能团量使得电化学还原石墨烯-萘酚复合材料修饰电极对半胱氨酸具有极高的电催化性能,在较低的电位-0.014V下实现了半胱氨酸的催化氧化。在最优条件下,对半胱氨酸的检测线性为0.2μM-2.5mM.并且该传感器显示出了极强的抗钝化能力以及良好的选择性。该电极能够有效排除其它生物体内巯基物质以及其他生命相关物质的干扰,因此在生物样品体内分析方面显示出了极大的可能性。 二.简易型电化学处理玻碳电极用于半胱氨酸的低电位选择性检测 通过在pH5.0的PBS缓冲溶液中电化学处理玻碳电极用于半胱氨酸的检测,处理后的玻碳电极表面性质发生了改变,电极表面亲水性增加,实验结果证明处理后电极表面含氧量增加,并且形成了氧化石墨。这些将有利于半胱氨酸接近电极表面,有效提高了电子传导速率,将该电极应用于巯基物质半胱氨酸的检测,能够实现对其快速的响应,有效的降低检测电位。在较低的检测电位+6mV下实现了对半胱氨酸的催化氧化,该电极用于半胱氨酸检测显示出较高的灵敏度,较宽的检测线性范围16μM-6mM以及良好的选择性。并且该电极具有很好的稳定性、重现性以及抗钝化能力。在应用于体内检测方面具有一定的应用前景。
【关键词】：半胱氨酸 碳纳米材料 石墨烯 电极亲水处理 电化学传感器
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：Q517;O657.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-39
• 1.1 电化学生物传感器9-14
• 1.1.1 电化学生物传感器的定义以及分类9-10
• 1.1.2 电化学生物传感器的构建10-14
• 1.2 纳米材料及其应用14-15
• 1.2.1 纳米材料概述14
• 1.2.2 纳米材料的分类14
• 1.2.3 纳米材料在电化学传感方面的作用14-15
• 1.3 碳纳米材料制备、功能化以及在电化学传感中的应用15-28
• 1.3.1 碳纳米管15-22
• 1.3.2 石墨烯22-28
• 1.4 生物小分子硫醇的检测28-31
• 1.4.1 生物小分子硫醇检测的意义28-29
• 1.4.2 生物小分子硫醇的检测方法29-31
• 1.5 本论文的研究思路与目的31-33
• 参考文献33-39
• 第二章 电化学还原石墨烯/Nafion纳米复合材料在半胱氨酸选择性灵敏检测中的应用39-52
• 2.1 前言39-40
• 2.2 实验部分40-41
• 2.2.1 实验材料40
• 2.2.2 实验仪器40
• 2.2.3 电化学还原石墨烯-Nafion电极制备40-41
• 2.3 结果与讨论41-48
• 2.3.1 氧化石墨烯表征41
• 2.3.2 半胱氨酸在Er-GRO-Nafion/GCE表面的电催化氧化41-43
• 2.3.3 氧化石墨烯的可控还原43-45
• 2.3.4 半胱氨酸在Er-GRO-Nafion/GCE电极表面的选择性检测45-46
• 2.3.5 半胱氨酸的电化学检测46-48
• 2.4 小结48-49
• 参考文献49-52
• 第三章 基于亲水处理玻碳电极的简易型半胱氨酸传感器的研究52-66
• 3.1 前言52-53
• 3.2 实验部分53
• 3.2.1 实验试剂53
• 3.2.2 实验设备53
• 3.2.3 电极制备53
• 3.3 结果与讨论53-62
• 3.3.1 电化学处理玻碳电极表征53-55
• 3.3.2 半胱氨酸在亲水处理电极上的电化学行为55-57
• 3.3.3 实验条件优化57-58
• 3.3.4 亲水处理电极对半胱氨酸的检测58-59
• 3.3.5 亲水处理玻碳电极的抗钝化性能59-60
• 3.3.6 半胱氨酸的选择性检测以及电极的抗干扰能力60-62
• 3.3.7 电极的重现性与稳定性62
• 3.4 小结62-63
• 参考文献63-66
• 结论66-67
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 林丽,曹旭妮,张文,周宇艳,李金花,金利通;碳纳米管修饰电极用于高效液相色谱对全血中巯基化合物的测定[J];分析化学;2003年03期

2 杨绍明;黄爱花;魏志鹏;江丹;郑龙珍;;层层自组装法制备碳纳米管/酶多层膜电极及其检测酚类物质[J];化学学报;2009年24期

3 夏前芳;罗丹;李在均;;石墨烯基葡萄糖生物传感器的电化学制备及应用[J];化学学报;2012年19期

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本文编号：348929