聚氨基酸/金属氰桥配位聚合物复合修饰玻碳电极在电分析化学中的应用研究

摘要

本文以玻碳电极为基底，采用电化学聚合法及物理旋涂法，将聚氨基酸（poly-amino acid）、金属氰桥配位聚合物（Yb-In-Co-MoO42- MCPs）、壳聚糖（CS）、单壁碳纳米管（SWCNTs）等修饰材料分步组合修饰到玻碳电极表面，制备了复合型的化学修饰电极。上述修饰材料的复合极大地提高了修饰电极的选择性、稳定性及抗毒化性能，加快了检测底物分子在修饰电极上的电子转移速率。在此基础上，本文研究了还原性辅酶Ⅰ（NADH）、多巴胺（DA）、尿酸（UA）这几种具有电活性的生物分子在此复合型修饰电极上的电化学行为，并尝试建立了定量测定它们的电分析化学新方法。
　　本研究分为四个部分：第一章：文献综述。主要包括以下五个方面的内容：化学修饰电极；聚合物膜修饰电极的电催化应用；复合型化学修饰电极；种电活性生物小分子化合物的电分析测定方法综述。第二章：聚甘氨酸/金属氰桥配位聚合物复合化学修饰玻碳电极上NADH直接电催化氧化行为的研究。采用电沉积法成功制备了一种聚甘氨酸/金属氰桥配位聚合物修饰的玻碳旋转圆盘电极（polyglycine/Yb-In-Co-MoO42-MCPs/GC RDE）。实验证明：该修饰电极上NADH表现出典型的直接电氧化伏安特性，并对NADH的直接电氧化反应展现出优异的抗毒化能力。基于以上特点，此修饰电极可用于测定NADH直接电氧化反应的表观异相电子转移速率常数。在此修饰电极上，利用示差脉冲伏安法测得NADH的氧化峰电流值与其浓度在2~1500μmol·L-1的范围内呈现良好的线性关系。通过流体动力学伏安法，在聚甘氨酸/金属氰桥配位聚合物修饰的玻碳旋转圆盘电极上测得 NADH直接电催化氧化反应的表观异相电子转移速率常数为1.73×10-2 cm·s-1。第三章：用复合化学修饰玻碳电极示差脉冲伏安法测定含酵母药物制剂中NADH含量。在玻碳电极基底上，采用多步电化学聚合法并结合物理旋涂法制备了一种聚丝氨酸/金属氰桥配位聚合物/壳聚糖-单壁碳纳米管复合修饰玻碳电极（polyserine/Yb-In-Co-MoO42-MCPs/CS-SWCNTs/GC electrode），并用扫描电子显微镜（SEM）对修饰物的表观形貌进行了初步表征。实验证明：这种复合修饰电极对NADH的直接电氧化反应展现出优异的催化活性和很强的抗毒化能力；在此修饰电极上，利用示差脉冲伏安法测得NADH的氧化峰电流值与其浓度在4~1000μmol·L-1的范围内呈现良好的线性关系，线性方程为：I（μA）=1.3138+0.1149C（μmol·L-1），R2=0.9992；在对含酵母的药物制剂实样进行预处理后的待测液中，此复合修饰电极具有良好的伏安响应重现性和稳定性。据此，本文建立了一种用示差脉冲伏安法对市售含酵母药物制剂中NADH含量进行测定的新方法，测定回收率可达到93％～108%，结果令人满意。第四章：用复合化学修饰玻碳电极示差脉冲伏安法同时测定多巴胺和尿酸。以聚丝氨酸/金属氰桥配位聚合物/壳聚糖-单壁碳纳米管复合修饰玻碳电极（polyserine/Yb-In-Co-MoO42-MCPs/CS-SWCNTs/GC electrode）为工作电极，将其应用于DA和UA的同时测定。实验结果证明：该复合修饰电极不仅对DA及UA有很好的电催化氧化活性，而且能将二者重叠的氧化峰很好的分离，因此该修饰电极可用于二者混合液中DA和UA的同时测定。在最佳优化实验条件下，混合液中多巴胺和尿酸的氧化峰电流值与其浓度分别在4~200μmol·L-1（DA）、2~200μmol·L-1（UA）的范围内呈线性关系，线性相关系数分别为0.9987和0.9988。此外，根据DA和UA在不同扫速下的循环伏安行为，DA在此复合修饰电极上的氧化还原反应是典型的吸附过程控制，而UA在此复合修饰电极上的电极反应受扩散过程控制。

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

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第一章 文献综述

1.1 化学修饰电极

1.2 聚合物膜修饰电极的电催化应用

1.3复合型化学修饰电极

1.4 几种电活性生物小分子化合物的电分析测定综述

1.5 本论文的研究意义及主要内容

第二章 聚甘氨酸/金属氰桥配位聚合物复合化学修饰玻碳电极上NADH直接电催化氧化行为的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 用复合化学修饰玻碳电极示差脉冲伏安法测定含酵母药物制剂中的NADH含量

3.1 引言

3.2实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

第四章 用复合化学修饰玻碳电极示差脉冲伏安法同时测定多巴胺和尿酸

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4结论

参考文献

硕士研究生期间发表论文

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