多金属氧酸盐及其修饰电极对酪氨酸酶的电化学传感

发布时间：2020-07-04 09:09

【摘要】：果蔬从采摘到售出过程中极易发生褐变,这严重影响了果农、菜农的经济效益。而导致果蔬酶促褐变的关键酶是多酚氧化酶(酪氨酸酶(EC 1.14.18.1,tyrosinase)),因此人们不断研究控制褐变的方法,其间离不开评价褐变度的方法。因此寻找建立有效的评价褐变度的方法具有重要意义。多金属氧酸盐(polyoxometalates,POMs)因其结构的多样性和稳定性,使其拥有优越的氧化还原性质,在催化、电化学等领域有着广泛的应用,同时多金属氧酸盐具有极好的电子转移能力被广泛应用于制备检测物质含量的传感器。因而将多金属氧酸盐制备成检测酪氨酸酶的传感器,从而监测果蔬的褐变情况,对果蔬的品质进行评价具有重要意义。本文的研究将为建立新型的检测酪氨酸酶含量从而评价果蔬褐变情况的方法提供理论与实验依据。本文的主要研究内容和结果如下:(1)合成和表征了PMo_(11)Ni,PMo_(11)Co,PMo_(11)Mn,PMo_(11)Zn四种过渡金属取代磷钼酸盐,并研究了4种化合物及其母体PMo_(12)对酪氨酸酶的电化学传感,结果表明:五种化合物均具有较好的检测效果,其中PMo_(11)Ni最优,PMo_(11)Mn次之,均优于母体PMo_(12),而PMo_(11)Co最差。PMo_(11)Ni溶液催化酪氨酸酶的计时安培曲线表明在0.0014 mg·mL~(-1)-0.0103mg·mL~(-1)范围内的线性曲线为I=297.3c-0.802,R~2=0.9993,最低检测限达到1.923*10~(-4)mg·mL~(-1),灵敏度为297.3μA·mL·mg~(-1)。(2)研究了吸附法修饰磷钼酸玻碳电极在不同支持电解质支持下、不同扫速扫描下的修饰效果,并在不同支持电解质下催化不同浓度酪氨酸酶,研究了修饰电极对酪氨酸酶的电化学传感,结果表明:以超纯水为支持电解质的效果最差,以0.1 mol·L~-11 H_2SO_4溶液支持下的效果最佳。且该电化学反应过程有质子的参与,属于表面控制过程。以硫酸硫酸钠混合溶液(2:8)作为支持电解质,响应电流与酪氨酸酶的加入量呈现良好的线性关系,以峰Ⅳ为例得线性关系为I(Ⅳ)=0.8631c-0.083,R~2=0.9985,检出限(S/N=3)为0.0059mg·mL~(-1)。对酪氨酸酶溶液进行连续催化未能得到明显的氧化还原峰。(3)通过层层组装技术,制得多酸修饰电极[(PEI/PSS/PAH)(PMo_(12)/PAH)_n]与[PAH(PMo_(12)/PAH)_n],并研究了两种修饰电极的电化学行为以及对酪氨酸酶的催化效果,研究结果表明:[PAH(PMo_(12)/PAH)_n]多层复合膜修饰电极比[(PEI/PSS/PAH)(PMo_(12)/PAH)_n]多层复合膜修饰电极循环伏安图的氧化还原峰更为典型;当修饰多酸层数为9层时修饰效果最佳;Φ5 mm修饰电极比Φ2 mm的电极电化学行为更优良;以(0.1 mol·L~-11 H_2SO_4溶液+0.5mol·L~(-1)Na_2SO_4溶液)(2:8)为支持电解质时,电化学效果理想;对酪氨酸酶的催化效果总体上呈随扫速增大,响应电流不断增强趋势。且以(0.1 mol·L~-11 H_2SO_4溶液+0.5 mol·L~(-1)Na_2SO_4溶液)(2:8)配制的酪氨酸酶溶液被催化的效果最好。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S609;TP212

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本文编号：2740929