血红素基复合材料的制备及其在电化学传感中的应用

发布时间：2017-08-07 07:25

  本文关键词：血红素基复合材料的制备及其在电化学传感中的应用

  更多相关文章： 电化学 血红素 复合材料 氧化石墨烯 氮化硼 葡萄糖 吲哚乙酸

【摘要】：模拟酶是将天然酶的催化原理运用到合成催化材料的设计中,通过化学手段制备的具有天然酶的高效专一性的新型催化剂,具有制备方法简单、成本低、易于大规模生成等优点。这类材料在电化学中的应用也受到了广泛关注。血红素是一种典型的具有类似酶的活性中心的催化材料,它属于卟啉类化合物,是血红蛋白、肌红蛋白等的辅基,负责生物体内电子和氧的转移。血红素分子中的四个吡咯环通过四个甲炔基相连形成的一个环形结构,Fe2+位于环中心,与吡咯环上的氮原子结合,形成4个配位键。将血红素与其它纳米材料相结合制备而成血红素基纳米复合材料,既可以保持血红素良好的催化性能又具有增强的稳定性和良好的催化性能,是一类具有潜在应用的模拟酶材料,有望应用于生物传感领域。本研究基于血红素优良的模拟酶催化性质,研究了锌掺杂的血红素复合材料,血红素-氧化石墨烯复合材料以及血红素-氮化硼复合材料的制备及其在葡萄糖以及植物激素吲哚乙酸测定方面的应用。1、锌掺杂的血红素复合材料的合成、表征及其在葡萄糖测定中的应用。通过简单的水热法,合成了锌掺杂的血红素复合材料,探讨了葡萄糖氧化酶(GOD)在该复合材料上的固定及电化学响应。研究表明该新型锌掺杂的血红素复合材料稳定性好,能为GOD的固定提供良好的微环境,很好的保持了固定的GDO的生物活性。能作为模拟酶,促进GOD和电极表面之间的电子传递。该复合材料修饰电极对葡萄糖检测的线性范围为5.0 μM-0.5 mM,检出限为0.5 μM (S/N=3),相关系数R为0.998。结果表明锌掺杂的血红素复合材料提高了GOD对葡萄糖的选择性及灵敏度,对实际样品检测的结果令人满意。2、血红素-氧化石墨烯复合材料的合成、表征及其在植物激素测定中的应用。通过水热法合成了血红素-氧化石墨烯复合材料(Hemin/rGO),通过扫描电子显微镜、拉曼光谱以及紫外可见光谱对该复合材料进行了表征。该材料具有过氧化物酶的性质,将该复合材料修饰到玻碳电极表面,在有氧的情况下能实现对吲哚乙酸的催化氧化。在磷酸盐缓冲溶液体系中,利用电流时间曲线法,设计了一种方便、快速和低成本检测植物激素吲哚乙酸(IAA)含量的新方法。该方法对IAA测定的线性范围是0.1μM-0.185mM,相关系数R为0.999,检测限为0.05μM,能用于实际样品的检测,结果令人满意。3、血红素-氮化硼复合材料的合成、表征及其在植物激素测定中的应用。利用水热法合成了血红素-氮化硼复合材料(Hemin/BN),利用该复合材料的拟过氧化物酶的性质,制备了一种能够直接用于测定吲哚乙酸(IAA)的新型电化学生物传感器。将制备的Hemin/BN复合材料修饰到玻碳电极表面,在有氧的条件下,利用电流时间曲线法,实现了对吲哚乙酸简单、快速、高选择性的测定。该传感器对IAA测定的线性范围为0.5μM-0.08 mM,检出限为0.15μM(S/N=3),相关系数高达0.997。将该传感器用于测定水果和果汁中的吲哚乙酸,结果令人满意。
【关键词】：电化学 血红素 复合材料 氧化石墨烯 氮化硼 葡萄糖 吲哚乙酸
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS207.3;O657.1
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 前言9-26
• 1.1 概述9
• 1.2 血红素简介9-10
• 1.3 卟啉类复合材料的制备10-13
• 1.3.1 高分子基卟啉复合材料的制备11-12
• 1.3.2 无机物/卟啉复合材料的制备12-13
• 1.4 卟啉类复合材料的应用13-14
• 1.5 类石墨烯材料14-15
• 1.6 吲哚乙酸15-16
• 1.7 检测吲哚乙酸的主要研究方法16-17
• 1.7.1 高效液相色谱法16
• 1.7.2 高效液相色谱-质谱法16-17
• 1.7.3 电化学检测法17
• 1.8 本文的主要研究内容及创新点17-18
• 1.9 参考文献18-26
• 第二章 锌掺杂的血红素复合材料的合成、表征及其在葡萄糖测定中的应用26-45
• 2.1 前言26
• 2.2 实验部分26-30
• 2.2.1 主要试剂与仪器26-28
• 2.2.2 实验方法28-30
• 2.2.2.1 锌掺杂的血红素复合材料的合成28-29
• 2.2.2.2 基于锌掺杂的血红素的葡萄糖传感器制备29-30
• 2.3 结果与讨论30-41
• 2.3.1 锌掺杂的血红素复合材料的表征30-32
• 2.3.1.1 FTIR表征30-31
• 2.3.1.2 Hemin-Zn复合材料的SEM表征31
• 2.3.1.3 Hemin-Zn复合材料的TEM表征31-32
• 2.3.2 葡萄糖传感器的电化学性能及表征32-33
• 2.3.3 扫速与pH对葡萄糖传感器的影响33-35
• 2.3.4 葡萄糖传感器测定条件的优化35-37
• 2.3.4.1 电位对葡萄糖检测的影响35-36
• 2.3.4.2 pH对葡萄糖检测的影响36-37
• 2.3.5 葡萄糖传感器对葡萄糖检测的线性范围及检出限37-38
• 2.3.6 葡萄糖测定中的干扰实验38-39
• 2.3.7 修饰电极的稳定性和重复性39-40
• 2.3.8 实际样品的测定40-41
• 2.3.9 与其他文献方法比较41
• 2.4 结论41-42
• 2.5 参考文献42-45
• 第三章 血红素-氧化石墨烯复合材料的合成、表征及其在吲哚乙酸测定中的应用45-61
• 3.1 前言45
• 3.2 实验部分45-48
• 3.2.1 主要试剂与仪器45-46
• 3.2.2 实验方法46-48
• 3.2.2.1 血红素-氧化石墨烯复合材料的合成46-47
• 3.2.2.2 基于血红素-氧化石墨烯复合材料传感器的制备47-48
• 3.3 结果与讨论48-59
• 3.3.1 血红素-氧化石墨烯复合材料的表征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传感器的电化学性能及表征50-51
• 3.3.3 扫速与pH对Hemin/rGO传感器的影响51-53
• 3.3.4 Hemin/rGO传感器对IAA检测条件的优化53-55
• 3.3.4.1 电位对IAA检测的影响53-54
• 3.3.4.2 pH对IAA检测的影响54-55
• 3.3.5 Hemin/rGO传感器对IAA检测的线性范围及检出限55-56
• 3.3.6 IAA测定中的干扰实验56-57
• 3.3.7 修饰电极的稳定性和重复性57-58
• 3.3.8 实际样品的测定58-59
• 3.4 结论59
• 3.5 参考文献59-61
• 第四章 血红素-氮化硼复合材料的合成、表征及其在植物激素测定中的应用61-76
• 4.1 前言61
• 4.2 实验部分61-63
• 4.2.1 主要试剂与仪器61-62
• 4.2.2 实验方法62-63
• 4.2.2.1 血红素-氮化硼复合材料的合成62-63
• 4.2.2.2 基于血红素-氮化硼复合材料传感器的制备63
• 4.3 结果与讨论63-74
• 4.3.1 血红素-氮化硼复合材料的表征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传感器的电化学性能及表征65-66
• 4.3.3 扫速与pH对Hemin/BN传感器的影响66-68
• 4.3.4 Hemin/BN传感器对IAA检测条件的优化68-70
• 4.3.4.1 电位对IAA检测的影响68-69
• 4.3.4.2 pH对IAA检测的影响69-70
• 4.3.5 Hemin/BN传感器对IAA检测的线性范围及检出限70-71
• 4.3.6 IAA测定中的干扰实验71-72
• 4.3.7 修饰电极的稳定性和重复性72-73
• 4.3.8 实际样品的测定73-74
• 4.4 结论74
• 4.5 参考文献74-76
• 第五章 结论76-77
• 硕士研究生期间发表的论文77-78
• 致谢78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王明月;;高效液相色谱法测定发酵液中的吲哚乙酸含量[J];热带农业工程;2009年05期

，

本文编号：633463