苯丙氨酸二肽可控自组装及电化学生物传感研究

发布时间：2017-10-29 02:13

  本文关键词：苯丙氨酸二肽可控自组装及电化学生物传感研究

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【摘要】：当前，肽基材料自组装已成为化学、生物学和材料学等交叉领域的研究热点，其中苯丙氨酸二肽（FF）因其容易合成、相对稳定、易于组装和广阔的应用前景等特性引起研究者的广泛兴趣。生物传感器在环境、食品和医药等领域有重要应用价值。FF自组装材料在提高生物传感器性能方面有巨大潜力。表面活性剂辅助合成纳米、亚微米材料已被证实为一种绿色环保、有很大研究空间和重要研究意义的方法。因此本文致力于表面活性剂作用下FF可控自组装材料的制备并探讨其在电化学生物传感器中的应用。分别采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和非离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）干预FF的自组装，制备了可控FF亚微米纤维结构、扫把结构和扇形结构，并探索了三种自组装结构的电化学性质。上述三种FF自组装结构中，着重探讨了FF亚微米纤维结构的分子间作用力、自组装机制及在H_2O_2生物传感检测中的应用。具体内容如下： （1）用阳离子表面活性剂CTAB诱导FF自组装获得亚微米纤维结构。考察了CTAB与FF的摩尔比和湿度对自组装纤维结构形貌的控制。用SEM，CD，FTIR，FL，XRD和电化学技术对FF纤维结构进行表征。结果表明：纤维直径随CTAB与FF的摩尔比增大而呈降低趋势；在0.33相对湿度条件下自组装获得的纤维直径最均一。CTAB激发FF的自组装，，β-折叠二级结构和苯环间的π-π堆积作用在亚微米纤维自组装过程中起重要作用。该方法为简单快速、环境友好的制备可控FF亚微米纤维结构提供了一条新的途径。 （2）基于FF亚微米纤维优良的电化学性质及良好的生物兼容性，制备了H_2O_2生物传感器。结果表明：实验优化条件为pH7.0、电位-0.7V，在最优实验条件下，生物传感器对H_2O_2的线性响应范围为7.5×10~(-7)~1.4×10~(-5)mol/L，检测限为2.5×10~(-7)mol/L。说明FF亚微米纤维在H_2O_2生物传感检测中具有潜在的应用前景。 （3）分别用非离子表面活性剂PVP和阴离子表面活性剂SDBS诱导FF自组装获得可控扇形和扫把状结构。考察了表面活性剂与FF的摩尔比、温度、湿度三个条件对自组装结构形貌的控制。结果表明：只有在PVP与FF的摩尔比介于1:1.6~1:51.6之间，相对湿度大于0.84且温度高于30℃条件下，FF在PVP作用下才能自组装获得扇形结构；随PVP与FF摩尔比的降低，扇形结构的半径、夹角均呈降低趋势。SDBS与FF摩尔比、温度、湿度三个条件对FF自组装扫把结构的形貌影响显著。实验优化条件为：SDBS与FF摩尔比1:4.3，温度30℃，相对湿度0.75。该方法为可控制备FF扇形和扫把状结构提供了一条新的途径。
【关键词】：苯丙氨酸二肽 表面活性剂 生物传感器
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 自组装8-10
• 1.1.1 肽基材料的自组装8-9
• 1.1.2 苯丙氨酸二肽的自组装9-10
• 1.2 表面活性剂在材料合成中的应用10-13
• 1.2.1 表面活性剂中的几个概念10-11
• 1.2.2 表面活性剂的分类11
• 1.2.3 表面活性剂在材料合成中的作用11-12
• 1.2.4 国内外的研究现状12-13
• 1.3 生物传感器概述13-17
• 1.3.1 生物传感器的原理及分类14-15
• 1.3.2 生物传感器的固定化方法15-16
• 1.3.3 生物传感器的应用及发展趋势16-17
• 1.4 课题研究背景、意义及内容17-18
• 第二章 CTAB 诱导苯丙氨酸二肽自组装纤维结构及其在 H_2O_2生物传感器中的应用研究18-36
• 2.1 前言18
• 2.2 实验材料、试剂与设备18-19
• 2.2.1 材料与试剂18
• 2.2.2 实验设备18-19
• 2.3 实验方法19-20
• 2.3.1 FF 自组装产物的制备19
• 2.3.2 FF 自组装产物的形貌和分子间作用力的表征19-20
• 2.3.3 FF 自组装产物的电化学表征及生物传感器的制备20
• 2.4 结果与讨论20-35
• 2.4.1 自组装形貌表征20-21
• 2.4.2 CTAB 和 FF 摩尔配比优化21-22
• 2.4.3 FF 自组装环境湿度条件的优化22
• 2.4.4 PSFs 分子间作用力表征及自组装机制讨论22-26
• 2.4.5 PSFs 电化学性质表征26-30
• 2.4.6 HRP/ PSFs /GCE 生物传感器催化活性表征30-34
• 2.4.7 传感器的重现性、稳定性及干扰实验34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 PVP 和 SDBS 作用下苯丙氨酸二肽自组装结构36-46
• 3.1 前言36
• 3.2 实验材料与设备36
• 3.2.1 实验材料36
• 3.2.2 实验设备36
• 3.3 实验方法36-38
• 3.3.1 FF 自组装产物的制备36-37
• 3.3.2 FF 自组装产物的形貌及电化学表征37-38
• 3.4 结果与讨论38-44
• 3.4.1 形貌表征38-39
• 3.4.2 摩尔配比对自组装结构形貌影响39-41
• 3.4.3 温度和湿度对自组装结构形貌影响41-44
• 3.4.4 PVP 和 SDBS 作用下 FF 自组装结构电化学活性表征44
• 3.5 本章小结44-46
• 主要结论与展望46-48
• 主要结论46-47
• 展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-55
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文（专利）55

【参考文献】

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本文编号：1110950