普魯士藍(lán)復(fù)合納米顆粒的電化學(xué)研究及生物電分析.pdf

1、本論文主要的工作是開展了用化學(xué)合成法和反膠束方法制備具有電活性的普魯士藍(lán)(PB)納米材料，利用掃描電鏡(SEM)、紅外吸收光譜(FTIR)、紫外-可見吸收光譜(UV-vis)等測試手段對(duì)材料進(jìn)行表征。并將納米材料固定到電極表面，形成一種新型自組裝化學(xué)修飾電極或酶生物傳感器，用于電化學(xué)檢測。該修飾電極和傳感器對(duì)H2O2和葡萄糖都有較好的電催化作用，據(jù)此建立對(duì)葡萄糖的定量分析進(jìn)行快速檢測的方法。該方法所呈現(xiàn)的顯著特點(diǎn)是靈敏度高，穩(wěn)定性好，測

2、定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。本論文的研究工作由以下四部分組成： 1、將K4Fe(CN)6和K2PtCl6依次加入普魯士藍(lán)(PB)膠體溶液中，其中[FeCN6]4-離子和Pt離子在水溶液中分別被氧化還原而形成混合納米粒子(Pt/PB)。用透射電鏡(TEM)表征對(duì)了Pt/PB納米粒子的形貌，粒徑大約為20 nm。同時(shí)，從UV-vis光譜圖觀察到720 nm處有強(qiáng)的吸收峰，為PB的特征峰；與PB相比，Pt/PB溶液中，該峰明顯降低了，表明Pt覆蓋

3、了部分PB納米粒子。通過強(qiáng)的金屬-巰基鍵相互作用(1，3-丙二硫醇)將Pt/PB納米粒子固定于Au電極表面，研究其對(duì)O2的電催化氧化作用。其結(jié)果顯示PB和Pt都參與了O2的電催化還原。 2、研究了用反膠束法制備的PB和聚吡咯包裹的普魯士藍(lán)復(fù)合納米粒子(PBPPy)的表征，組裝和電化學(xué)分析。從SEM圖中可以看出PBPPy納米復(fù)合粒子的形貌，其粒徑大約為40-50 nm。由UV-vis和FTIR光譜證明該粒子確實(shí)是由普魯士藍(lán)和吡咯組

4、成的。接著，將PB和PBPPy納米顆粒固定在半胱氨酸(Cys)修飾的Au電極上。循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)表明：PB和PBPPy修飾的Au電極對(duì)H2O2都表現(xiàn)出它們固有的電化學(xué)特性和高的電催化活性：并且，PBPPy修飾的Au電極比PB修飾的Au電極對(duì)H2O2響應(yīng)的靈敏度高，其線性范圍為0.99μM-8.26 mM，信噪比為3時(shí)，檢測下限為0.23μM。由此得出，PBPPy修飾的Au電極表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。將葡萄糖氧化酶用戊二醛交聯(lián)，實(shí)現(xiàn)以PBPPy為

5、基底的生物傳感器的發(fā)展。 3、在陰離子表面活性劑雙-2-乙基己基琥珀酸納(AOT)/異辛烷/水反膠束體系中，加入生物表面活性劑多粘菌素B(PMB)，制備了PMB包裹的PB納米粒子(PB-PMB)。用FTIR，SEM和電化學(xué)等方法對(duì)該粒子進(jìn)行了表征。同時(shí)，介紹了以PB-PMB為基礎(chǔ)的葡萄糖生物傳感器。將PB-PMB納米粒子組裝到Cys修飾的Au電極表面，通過戊二醛的交聯(lián)作用使葡萄糖氧化酶固定于修飾電極上。對(duì)電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性進(jìn)行

6、了研究和優(yōu)化。結(jié)果表明，葡萄糖生物傳感器顯示了較寬的線性范圍(6.7μM-2.0 mM)和良好的重現(xiàn)性。 4、將2，6-二氯靛酚(2，6-DCIP)作為電化學(xué)指示物，通過方波伏安法檢測有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物蚯蚓膽堿酯酶的影響。底物乙酰硫代膽堿被蚯蚓膽堿酯酶水解，其生成的硫代膽堿與2，6-DCIP反應(yīng)能產(chǎn)生明顯的電化學(xué)信號(hào)。通過檢測加入甲基對(duì)硫磷前后酶的活性，就可以評(píng)估農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制率；且2，6-DCIP還原峰電流的降低與酶反