新型分子印跡電化學傳感器的研制及蛋白質(zhì)直接電化學研究.pdf

1、分子印跡聚合物具有模擬天然受體的識別能力，越來越成為一種重要的人工合成材料。其基本原理是將目標分子作為模板，與功能化單體、交聯(lián)劑一起發(fā)生聚合反應生成高度交聯(lián)的聚合物，然后將印跡分子抽提出來，在聚合物的骨架上便留下了與印跡分子在空間結(jié)構(gòu)和化學官能團兩方面均互補的識別部位（空穴）。傳統(tǒng)印跡方法所制備的聚合物存在印跡孔穴易溶脹破壞，膜厚難控制，模板洗脫困難，高交聯(lián)度使得傳質(zhì)和電子傳遞速度慢、響應慢、檢測下限高、再生和可逆性差等問題。這些都給分

2、子印跡技術(shù)在電化學傳感器中的應用帶來困難。 針對傳統(tǒng)印跡方法的缺點，本論文將電聚合法、溶膠-凝膠技術(shù)及自組裝膜法與分子印跡技術(shù)相結(jié)合，以多孔金膜和碳納米管為信號放大工具以提高印跡電極的檢測性能，成功地構(gòu)建了三種新型的分子印跡電化學傳感器，在一定程度上克服了傳統(tǒng)印跡聚合物的固有缺點。 另外，蛋白質(zhì)在電極上的直接電化學研究也一直是人們所關(guān)注的焦點，它一方面為深入理解生物電化學和生物代謝過程提供有價值的信息，另一方面也為制備第

3、三代酶生物傳感器提供實驗基礎。本論文應用一種新型的納米復合材料研究了血紅蛋白的直接電化學。 本文開展的具體研究工作如下： 1.首次以電聚合的方法合成了聚多巴胺 (PDA) 印跡膜，以尼古丁 (NIC) 為模板分子，制備了一種新型的分子印跡電容傳感器，建立了測定尼古丁含量的新方法。采用循環(huán)伏安法 (CV) 和交流阻抗法 (EIS) 表征了印跡膜的電容性能。該仿生傳感器測定尼古丁具有快速靈敏的響應，其線性范圍和檢測限分別為

4、1.0×10-6~2.5×10-5 M和5.0×10-7 M。 2.以電沉積多孔金膜為基底，以L-絲氨酸為模板分子，L-半胱氨酸為功能單體，將兩者共同吸附于多孔金膜修飾的玻碳電極 (GCE) 上，構(gòu)建了信號放大的自組裝分子印跡單層膜修飾電極檢測L-絲氨酸。實驗結(jié)果表明，多孔金膜能有效增加模板分子的固定量，印跡電極對L-絲氨酸濃度響應的線性范圍為5.0×10-6~2.0×10-4 M，檢測限為4.8×10-7 M，靈敏度為215

5、 mA M-1，電極響應性能較無多孔金膜修飾的印跡電極有了較大提高。 3.將多壁碳納米管 (MWNTs)、溶膠-凝膠 (Sol-Gel) 技術(shù)和分子印跡技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)展了一種新型的信號放大的分子印跡電化學傳感器測定多巴胺 (DA)。通過與無多壁碳納米管修飾的印跡電極上響應比較，多巴胺在多壁碳納米管修飾的溶膠-凝膠印跡電極上的響應大大提高，且在5分鐘之內(nèi)達到穩(wěn)定。該印跡電極對多巴胺濃度響應的線性范圍為1.0×10-7~2.0

6、×10-4 M，檢測限為3.7×10-8 M，電極響應性能較無MWNTs修飾的溶膠-凝膠印跡電極有了較大提高。 4.碳納米管 (CNTs) 已被廣泛用于蛋白質(zhì)的直接電化學研究，其表面功能化一般是通過強氧化引進羧基來實現(xiàn)的，然而，這一手段可能會在原始的碳納米管中引入缺陷而損害其原有的電學和力學性能。本文將一種新型的殼聚糖 (CHIT) 表面修飾的原始多壁碳納米管 (CHIT-MWNTs) 復合材料應用于研究血紅蛋白 (Hb) 的