阻抗型传感器的构建及其对氨基酸的手性识别研究
发布时间：2021-03-27 15:17
手性是自然界普遍存在的现象,不同构型的手性分子可能产生不同的作用。氨基酸作为一种常见的手性化合物,除甘氨酸不具手性外,其余氨基酸均以L-构型存在于生物体内;而D-型氨基酸只存在于细菌的细胞壁和某些抗菌素中,可能对人体健康产生负面影响。此外,氨基酸不仅是蛋白质的基本组成单位,也是多种代谢疾病的重要生物标志物。因此,对手性氨基酸的识别在化学,生物学,药学和农学等众多领域都具有重要意义。在开发用于识别和分析手性氨基酸的技术中,电化学方法因其低成本、操作简便、高灵敏度以及能实时在线检测等突出优势而受到广泛关注。可使用传统的以峰值电流或电位法识别手性氨基酸的电化学方法,其检测限仍然难以满足临床的需求。此外,传统的伏安法识别手性氨基酸,其对靶标物质的电化学活性有强烈的依赖性,即难以实现对弱电化学活性和非电化学活性的氨基酸识别。本文的创新点在于借助电化学方法的优势,开发了以电子转移电阻为输出信号的阻抗型电化学传感器。这一方法不仅突破了传统的伏安法识别氨基酸的灵敏度无法满足临床需求的难题,而且实现了对弱电化学活性和非电化学活性的手性氨基酸的电化学识别。主要工作有以下几方面:（1）利用牛血清蛋白（BSA...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
手性分子的镜像对称关系
第1章绪论71.3电化学阻抗型传感器1.3.1阻抗型传感的识别原理电化学阻抗也叫交流阻抗（ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy，EIS），是电化学测试技术中一类非常重要的分析方法。其原理是将电化学系统看做一个黑箱，这个黑箱是由电阻、电容和电感等基本元件按串并联等不同方式组合而成的。通过给黑箱施加一个频率不同的小振幅的交流信号，即X信号；测量交流电压与电流的比值随正弦波频率的变化，即Y信号，如图1.2所示。通过ZSimpwin、CITS25等软件模拟等效电路，即可模拟出黑箱的构成以及各元件的连接方式和大小，因此也被称为“黑箱操作”[50,51]。图1.2“黑箱操作”示意图Figure1.2Schematicdiagramof"blackboxoperation"1.3.2阻抗型传感在识别分析中的应用电化学阻抗在近几十年来发展非常迅速，已成为研究电极过程动力学和表面现象的重要手段，是一种较好的导电或半导电生物传感中的电子读出信号的方法。目前应用交流阻抗较多的如电化学领域中研究电极过程、金属腐蚀机理和耐蚀性能、缓蚀剂性能等；生物领域中研究生物膜的性能；物理学领域中研究电子元器件、导电材料的性能等；材料科学领域中研究材料的力学性能以及材料表面改性后的性能测试[52]。电化学阻抗谱测量电化学界面的频谱以抵抗交流电，在电化学领域、材料科学领域、生物传感和药物筛选中均有广泛的应用[53]。近年来，随着科学技术的发展，开始有人将电化学阻抗作为主要的分析方法用于电化学识别和检测靶标物质。例如：Ding等人[54]基于刺激响应共聚物/石墨烯杂化修饰的丝网印刷碳电极，通过润湿性放大转换概念与电化学阻抗方法耦合，由共聚物链的构象转变引起的电荷转移阻力（Rct）的变化来定量分析，建立了对L-葡萄糖具有高灵敏度和选择性的阻抗型电化学传感识别方法。?
第2章牛血清蛋白质传感器的构建及其对L-天冬氨酸的阻抗识别13第2章牛血清蛋白传感器的构建及其对L-天冬氨酸的阻抗识别2.1前言近几十年来，手性氨基酸、蛋白质、多糖等手性物质的分析和识别在药物、医学、食品工业、精细化学品等方面越来越引起人们的关注[74-77]。在非手性环境中，手性物质具有相同的物理和化学性质；然而，由于生态环境中存在手性特征，不同的手性对映体在化学行为方面可能存在较大差异[78]。手性物质的识别在生命科学、食品、药物、医学等方面都具有十分重要的理论和实际意义。天冬氨酸（Asparticacid，Asp)又称天门冬氨酸，是一种α-氨基酸，也是一种手性氨基酸（结构式如图2.1所示）。Asp能调节大脑和神经的代谢功能，其左旋体L-Asp被广泛用做氨解毒剂、肝机能促进剂、疲劳恢复剂等医药用品和各种清凉饮料的添加剂；其外消旋体DL-Asp可用于合成DL-天冬氨酸钾镁盐(脉安定)。其次，L-Asp作为哺乳动物的代谢中间体，可用作K+、Mg2+的载体向心肌输送电解质，从而改善心肌收缩功能，同时降低氧消耗，L-Asp还与活细胞的多种功能有关[4,79]。当出现异常水平的Asp时，可能导致疾病，如肝脏问题、癫痫、中风，甚至传染性单核细胞增多症等疾病[80,81]。L-AsparticacidD-Asparticacid图2.1天冬氨酸结构式Figure2.1Structuralformulaofasparticacid
【参考文献】：
期刊论文
[1]柱前衍生-超高效液相色谱法测定油莎豆饼粕中17种氨基酸的含量[J]. 陆雨顺,赵丽娟,宫瑞泽,陈建波,李志满,孙印石. 特产研究. 2019(04)
[2]氨基酸多相催化转化研究进展[J]. 王胜,许孝良,李小年. 有机化学. 2018(03)
[3]缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸衍生物合成条件的探究[J]. 柳鑫华,王文静,丁云飞,佟欣佳,赵新强. 工业水处理. 2014(01)
[4]蛋白质类手性选择剂的研究进展[J]. 何健,季一兵. 药学与临床研究. 2013(02)
[5]各类氨基酸的应用研究进展[J]. 于瑞,王兴涌. 化工中间体. 2011(10)
[6]二氢叶酸还原酶抑制剂的研究进展[J]. 陈琳,刘增路,毛振民. 中国药房. 2007(28)
[7]茚三酮比色法测定谷氨酸含量的研究[J]. 王昂,王丽丽,仪宏,赵紫华. 中国调味品. 2005(08)
[8]交流阻抗技术的发展与应用[J]. 扈显琦,梁成浩. 腐蚀与防护. 2004(02)
[9]氨基酸在食品工业中的应用[J]. 苏更林. 化工之友. 2000(01)
硕士论文
[1]基于苯丙氨酸二肽及牛血清白蛋白的电化学手性传感器[D]. 郭莉丽.常州大学 2019
[2]氨基酸及衍生物手性电化学传感器研究[D]. 武琦钧.西北师范大学 2017
[3]新型智能磁性纳米手性选择剂的设计、制备与性能研究[D]. 宋晓东.西南民族大学 2017
[4]基于BODIPY染料的新型荧光探针[D]. 王旭.大连理工大学 2012
[5]金表面上烷基硫醇自组膜的EIS表征及免疫传感器研究[D]. 王今朝.辽宁师范大学 2012
[6]杂多酸盐与牛血清蛋白相互作用的光谱法研究[D]. 郝素贞.东北师范大学 2009
本文编号：3103731
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
手性分子的镜像对称关系
第1章绪论71.3电化学阻抗型传感器1.3.1阻抗型传感的识别原理电化学阻抗也叫交流阻抗（ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy，EIS），是电化学测试技术中一类非常重要的分析方法。其原理是将电化学系统看做一个黑箱，这个黑箱是由电阻、电容和电感等基本元件按串并联等不同方式组合而成的。通过给黑箱施加一个频率不同的小振幅的交流信号，即X信号；测量交流电压与电流的比值随正弦波频率的变化，即Y信号，如图1.2所示。通过ZSimpwin、CITS25等软件模拟等效电路，即可模拟出黑箱的构成以及各元件的连接方式和大小，因此也被称为“黑箱操作”[50,51]。图1.2“黑箱操作”示意图Figure1.2Schematicdiagramof"blackboxoperation"1.3.2阻抗型传感在识别分析中的应用电化学阻抗在近几十年来发展非常迅速，已成为研究电极过程动力学和表面现象的重要手段，是一种较好的导电或半导电生物传感中的电子读出信号的方法。目前应用交流阻抗较多的如电化学领域中研究电极过程、金属腐蚀机理和耐蚀性能、缓蚀剂性能等；生物领域中研究生物膜的性能；物理学领域中研究电子元器件、导电材料的性能等；材料科学领域中研究材料的力学性能以及材料表面改性后的性能测试[52]。电化学阻抗谱测量电化学界面的频谱以抵抗交流电，在电化学领域、材料科学领域、生物传感和药物筛选中均有广泛的应用[53]。近年来，随着科学技术的发展，开始有人将电化学阻抗作为主要的分析方法用于电化学识别和检测靶标物质。例如：Ding等人[54]基于刺激响应共聚物/石墨烯杂化修饰的丝网印刷碳电极，通过润湿性放大转换概念与电化学阻抗方法耦合，由共聚物链的构象转变引起的电荷转移阻力（Rct）的变化来定量分析，建立了对L-葡萄糖具有高灵敏度和选择性的阻抗型电化学传感识别方法。?
第2章牛血清蛋白质传感器的构建及其对L-天冬氨酸的阻抗识别13第2章牛血清蛋白传感器的构建及其对L-天冬氨酸的阻抗识别2.1前言近几十年来，手性氨基酸、蛋白质、多糖等手性物质的分析和识别在药物、医学、食品工业、精细化学品等方面越来越引起人们的关注[74-77]。在非手性环境中，手性物质具有相同的物理和化学性质；然而，由于生态环境中存在手性特征，不同的手性对映体在化学行为方面可能存在较大差异[78]。手性物质的识别在生命科学、食品、药物、医学等方面都具有十分重要的理论和实际意义。天冬氨酸（Asparticacid，Asp)又称天门冬氨酸，是一种α-氨基酸，也是一种手性氨基酸（结构式如图2.1所示）。Asp能调节大脑和神经的代谢功能，其左旋体L-Asp被广泛用做氨解毒剂、肝机能促进剂、疲劳恢复剂等医药用品和各种清凉饮料的添加剂；其外消旋体DL-Asp可用于合成DL-天冬氨酸钾镁盐(脉安定)。其次，L-Asp作为哺乳动物的代谢中间体，可用作K+、Mg2+的载体向心肌输送电解质，从而改善心肌收缩功能，同时降低氧消耗，L-Asp还与活细胞的多种功能有关[4,79]。当出现异常水平的Asp时，可能导致疾病，如肝脏问题、癫痫、中风，甚至传染性单核细胞增多症等疾病[80,81]。L-AsparticacidD-Asparticacid图2.1天冬氨酸结构式Figure2.1Structuralformulaofasparticacid
【参考文献】：
期刊论文
[1]柱前衍生-超高效液相色谱法测定油莎豆饼粕中17种氨基酸的含量[J]. 陆雨顺,赵丽娟,宫瑞泽,陈建波,李志满,孙印石. 特产研究. 2019(04)
[2]氨基酸多相催化转化研究进展[J]. 王胜,许孝良,李小年. 有机化学. 2018(03)
[3]缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸衍生物合成条件的探究[J]. 柳鑫华,王文静,丁云飞,佟欣佳,赵新强. 工业水处理. 2014(01)
[4]蛋白质类手性选择剂的研究进展[J]. 何健,季一兵. 药学与临床研究. 2013(02)
[5]各类氨基酸的应用研究进展[J]. 于瑞,王兴涌. 化工中间体. 2011(10)
[6]二氢叶酸还原酶抑制剂的研究进展[J]. 陈琳,刘增路,毛振民. 中国药房. 2007(28)
[7]茚三酮比色法测定谷氨酸含量的研究[J]. 王昂,王丽丽,仪宏,赵紫华. 中国调味品. 2005(08)
[8]交流阻抗技术的发展与应用[J]. 扈显琦,梁成浩. 腐蚀与防护. 2004(02)
[9]氨基酸在食品工业中的应用[J]. 苏更林. 化工之友. 2000(01)
硕士论文
[1]基于苯丙氨酸二肽及牛血清白蛋白的电化学手性传感器[D]. 郭莉丽.常州大学 2019
[2]氨基酸及衍生物手性电化学传感器研究[D]. 武琦钧.西北师范大学 2017
[3]新型智能磁性纳米手性选择剂的设计、制备与性能研究[D]. 宋晓东.西南民族大学 2017
[4]基于BODIPY染料的新型荧光探针[D]. 王旭.大连理工大学 2012
[5]金表面上烷基硫醇自组膜的EIS表征及免疫传感器研究[D]. 王今朝.辽宁师范大学 2012
[6]杂多酸盐与牛血清蛋白相互作用的光谱法研究[D]. 郝素贞.东北师范大学 2009
本文编号：3103731
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