含羧基類有機(jī)物修飾碳基電極的構(gòu)建及細(xì)胞毒性檢測研究.pdf

1、細(xì)胞電化學(xué)方法憑借其高效簡便、綠色無毒及可大規(guī)模操作等優(yōu)點(diǎn)，在體外生物學(xué)檢測領(lǐng)域中得到了迅速發(fā)展。然而傳統(tǒng)細(xì)胞電化學(xué)檢測主要采用納米材料修飾的玻碳電極及毫升規(guī)模的檢測池進(jìn)行，在很大程度上提高了檢測成本。本論文針對傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)無法滿足實(shí)現(xiàn)對微量細(xì)胞樣品敏感測定的需求及電極制備復(fù)雜等方面的不足，展開了對有機(jī)物修飾碳基電極和微檢測系統(tǒng)在藥物細(xì)胞毒性評估方面應(yīng)用的相關(guān)研究。
　　采用循環(huán)伏安方法制備了鈣黃綠素修飾電極(PCA/GCE)，研

2、究了制備工藝條件及對嘌呤的電催化性能。確定的最佳工藝條件為pH7.4，掃描20圈，聚合電位-1.4~1.8V。在此條件下所制備的PCA/GCE對黃嘌呤(XA)、鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和次黃嘌呤(HX)四種嘌呤的電化學(xué)氧化均有較高的催化性，對尿酸(UA)、XA和HX同時(shí)檢測的線性范圍分別為0.20~80μmol/L、0.20~80μmol/L和0.50~90μmol/L；檢測限分別為0.12、0.12和0.30μmol/L。干擾性實(shí)驗(yàn)

3、研究表明PCA/GCE可以在高濃度生理干擾物存在下對三種物質(zhì)進(jìn)行高選擇性測定。將PCA/GCE應(yīng)用于實(shí)際尿樣檢測，回收率達(dá)到96.0％~107.0%。
　　利用PCA/GCE寬的電位窗及對嘌呤良好的催化性，進(jìn)一步將其應(yīng)用于MCF-7細(xì)胞的伏安行為研究中，同時(shí)檢測到了細(xì)胞的兩個(gè)電化學(xué)信號(hào)，并且在pH7.4、富集時(shí)間200s和富集電位-1.0V的檢測條件下，細(xì)胞的兩個(gè)電化學(xué)信號(hào)的響應(yīng)電流最大。細(xì)胞濃度與氧化電流之間被證明在較寬的細(xì)胞濃

4、度范圍內(nèi)呈非線性指數(shù)關(guān)系，對應(yīng)信號(hào)Ⅰ和Ⅱ的指數(shù)方程分別為Ipa=7.458 6.415exp(-C/52380)(R2=0.986)和Ipa=4.023 3.773exp(-C/228700)(R2=0.984)，檢測限分別為2.0×103cells/mL和3.0×103cells/mL。在環(huán)磷酰胺的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞的兩個(gè)電化學(xué)信號(hào)均隨環(huán)磷酰胺給藥濃度增加而不同程度的降低，說明細(xì)胞的活性和藥物濃度間存在劑量-效應(yīng)抑制關(guān)系。并通過傳統(tǒng)

5、MTT方法驗(yàn)證了細(xì)胞電化學(xué)法的藥物毒性檢測結(jié)果的可靠性?；陔娀瘜W(xué)信號(hào)Ⅰ和Ⅱ的最大抑制率分別為58.4%和69.4%，MTT方法獲得的抑制率為59.2%。
　　為降低電化學(xué)檢測所使用的樣品量，采用循環(huán)伏安技術(shù)制備了蘇氨酸修飾鉛芯電極(PT/GCE)。研究了四種嘌呤分別在PT/GCE上的伏安行為，基于PT/GCE良好的催化性能，構(gòu)建了集成PT/GCE、Ag/AgCl真參比電極和鉑絲三電極的電化學(xué)微檢測系統(tǒng)，并對微檢測系統(tǒng)的電化學(xué)性能

6、進(jìn)行了研究。通過對比鐵氰化鉀在微電解池與常規(guī)檢測池中的伏安響應(yīng)情況，驗(yàn)證了電化學(xué)微檢測系統(tǒng)在節(jié)約90%以上樣品使用量的同時(shí)，具有和常規(guī)檢測系統(tǒng)相同的靈敏度，證明此系統(tǒng)用于微量樣品檢測的可行性。
　　采用構(gòu)建的電化學(xué)微檢測系統(tǒng)對微量MCF-7細(xì)胞的伏安行為進(jìn)行了研究，細(xì)胞在pH7.4，富集時(shí)間480s和富集電位-1.0V等檢測條件下具有最強(qiáng)的伏安響應(yīng)。研究了細(xì)胞濃度與電化學(xué)信號(hào)響應(yīng)電流間的函數(shù)關(guān)系，證明在較寬細(xì)胞濃度范圍內(nèi)細(xì)胞濃度與

7、氧化電流之間呈現(xiàn)非線性指數(shù)關(guān)系，指數(shù)方程為Ipa=59.557exp(-C/1.709)–71.486(R2=0.954)。進(jìn)一步將此電化學(xué)微檢測系統(tǒng)用于環(huán)磷酰胺的細(xì)胞毒性效應(yīng)研究中，獲得與MTT方法同樣的結(jié)果，證明基于此微檢測系統(tǒng)的電化學(xué)法的可靠性。
　　為進(jìn)一步提高微檢測系統(tǒng)的靈敏度，構(gòu)建了基于碳納米管/蘇氨酸復(fù)合膜修飾鉛芯電極陣列的微檢測系統(tǒng)(MT/PGEA)，并研究了MT/PGEA的制備條件及對嘌呤的催化氧化性能。通過對比