过氧亚硝酸阴离子电化学传感器的构建

摘要

活性氮(Reactive Nitrogen Species，RNS)主要指一氧化氮(NO·)与包括活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)在内的化合物相互作用，衍生出一系列具有高度氧化活性的自由基和硝基类化合物，包括一氧化氮(NO·)、过氧亚硝酸阴离子(Peroxynitrite，ONOO-)、二氧化氮(NO2·)等。当生物体内RNS浓度超过正常的生理水平时，将会对生物体造成氧化损伤，进而引发各类疾病。在RNS中，过氧亚硝酸阴离子(ONOO-)的氧化性是最强的，其引起的氧化损伤也是最严重的。因此，检测生物体内的ONOO-在疾病的诊断和治疗方面意义重大。电化学传感器由于其制备简单、响应快速、灵敏度高、稳定性好，能够进行在线连续监测，广泛应用在食品检测、环境监测、生物分析等领域。
　　本文研究了过氧亚硝酸阴离子溶液(PON)的制备，并构建了两种基于纳米材料的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器，研究内容如下:
　　1)研究了两种制备PON的方法，过氧化氢与亚硝酸反应法:在酸性环境下，过量的过氧化氢与亚硝酸反应生成过氧亚硝酸(ONOOH)，再加入氢氧化钠猝灭反应生成ONOO-;两相置换法:在碱性环境下，过氧化氢会以过氧根离子形式存在，亚硝酸异戊酯会和过氧根离子反应，生成ONOOH和异戊酯，异戊酯与ONOOH反应生成ONOO-。
　　2)利用滴涂法将多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰在裸玻碳电极(GCE)上，然后再滴涂已配好的依布硒啉(Ebselen)溶液，成功构建了一种过氧亚硝酸阴离子电化学传感器。结果表明，在最优的实验条件下，PON浓度在区间135μmol/L～945μmol/L时，所制传感器Ebselen/MWCNTs/GCE对PON的电流响应与PON的浓度呈现出很好的线性关系，计算得到的检出限为97.29μmol/L（信噪比S/N=3）。
　　3)采用循环伏安法(CV)在MWCNTs修饰的GCE表面电聚合三聚氰胺(Mel)，然后电沉积金纳米粒子，最后将修饰电极浸没在血红素(Hemin)溶液里，成功构建了一种过氧亚硝酸阴离子电化学传感器。结果表明，在最优的实验条件下，PON浓度在区间10μmol/L～350μmol/L以及350μmol/L～1100μmol/L时，所制传感器Hemin/AuNPs/PMel/MWCNTs/GCE对PON的电流响应与PON的浓度呈现出很好的线性关系，计算得到的检出限分别为0.12μmol/L和47.61μmol/L（信噪比S/N=3）。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 活性氮与活性氧

1．2 过氧亚硝酸阴离子概述

1．2．1 过氧亚硝酸阴离子的产生与危害

1．2．2 过氧亚硝酸阴离子的清除

1．2．3 过氧亚硝酸阴离子的检测

1．3 电化学传感器概述

1．3．1 电化学传感器简介

1．3．2 电化学传感器的分类

1．3．3 电化学传感器的应用

1．4 纳米材料在电化学传感器中的应用

1．4．1 纳米材料简介

1．4．2 碳纳米管在电化学传感器中的应用

1．4．3 金属纳米粒子在电化学传感器中的应用

1．5 依布硒啉

1．6 卟啉及其衍生物在电化学传感器中的应用

1．7 聚合物在电化学传感器中的应用

1．8 本课题的研究背景及研究内容

1．8．1 研究背景

1．8．2 研究内容

第2章 过氧亚硝酸阴离子的制备

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验药品

2．2．2 实验仪器

2．2．3 采用两相置换法制备过氧亚硝酸阴离子

2．2．4 采用亚硝酸反应法制备过氧亚硝酸阴离子

2．2．5 对PON溶液的探究实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 采用两相置换法制备过氧亚硝酸阴离子

2．3．2 采用亚硝酸盐法制备过氧亚硝酸阴离子

2．3．3 对PON溶液的探究实验

2．4 本章小结

第3章 基于依布硒啉复合材料的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器的构建

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验药品

3．2．2 实验仪器

3．2．3 溶液的配制

3．2．4 修饰电极制备

3．2．5 电化学测量

3．3 结果与讨论

3．3．1 不同修饰电极的电化学性能表征

3．3．2 不同浓度的PON在修饰电极上的CV曲线

3．3．3 PON在不同修饰电极上的DPV曲线

3．3．4 实验条件的优化

3．3．5 修饰电极对PON的DPV定量检测

3．3．6 修饰电极对PON的选择性和重现性测定

3．4 本章小结

第4章 基于氯化血红素复合材料的过氧亚硝酸阴离子电化学传感器的构建

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验药品

4．2．2 实验仪器

4．2．3 部分所需溶液的配制

4．2．4 修饰电极的制备

4．2．5 电化学测量

4．3 结果与讨论

4．3．1 修饰电极的电化学行为

4．3．2 不同修饰电极的SEM表征

4．3．3 PON在不同修饰电极上的电化学行为

4．3．4 实验条件的优化

4．3．5 修饰电极对PON的i-t检测

4．3．6 修饰电极对PON的选择性和重现性测定

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢