单胺类神经递质在单壁碳纳米管/Nafion修饰电极上的电化学检测

摘要

电分析方法具有简单、快速和高灵敏的特点，可用于单胺类神经递质（如肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺等）的检测。但由于这类物质在普通电极上存在电子传递速率缓慢、易在电极表面吸附和电极钝化等问题，影响了该方法在单胺类神经递质的分析和检测方面的应用。碳纳米管（CNT）具有良好的电学性质，将碳纳米管修饰在电极表面，可促进电子传递。 将单壁碳纳米管/Nafion涂布到玻碳电极表面进行化学修饰，采用原子力显微镜（AFM）对单壁碳纳米管/Nafion膜进行了表征。电化学结果表明修饰电极对肾上腺素、多巴胺、去甲肾上腺素等单胺类神经递质具有电催化作用，实现了对单胺类神经递质的高灵敏电化学检测。 肾上腺素（EP）在单壁碳纳米管/Nafion修饰电极上于0.46V电位处有一灵敏的氧化峰，该氧化峰电流与肾上腺素的浓度在2.0×10-7-2.0×10-5 mol·L-1之间呈现出良好的线性关系，检测限为4.0×10-8mol·L-1，其氧化过程为2电子2质子的扩散控制过程。由于在人体内抗坏血酸和肾上腺素共存于中枢神经系统的细胞液中，它们具有相似的氧化电位，抗坏血酸成为干扰肾上腺素电化学检测的最主要问题，而单壁碳纳米管/Nafion修饰电极能实现在高浓度抗坏血酸的溶液中选择性检测肾上腺素。 多巴胺（DA）在单壁碳纳米管/Nafion修饰电极上于0.408V电位处有一灵敏的氧化峰，该氧化峰电流与多巴胺的浓度在5.0×10-6-1.2×10-4mol·L-1之间呈现出良好的线性关系，检测限为2.0×10.7 mol·L-1，其氧化过程为2电子2质子的扩散控制过程。该方法用于注射液中多巴胺含量测定，得到了满意的结果。 去甲肾上腺素（NE）在单壁碳纳米管/Nafion修饰电极上于0.431V电位处有一灵敏的氧化峰，该氧化峰电流与去甲肾上腺素浓度2..×10-5-2.5×10-4 mol·L-1范围内呈线性关系，通过标准加入法对样品A、B分别进行6次平行测定，平均回收率分别为100.8％和99.1％，其相对标准偏差分别是4.9％和2.39％。

目录

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第一章文献综述

1.1碳纳米管

1.1.1碳纳米管的发现

1.1.2碳纳米管的结构

1.1.3碳纳米管的分类

1.1.4碳纳米管的特性

1.1.5碳纳米管的制备

1.1.6碳纳米管的前处理

1.2碳纳米管修饰电极

1.2.1碳纳米管糊电极

1.2.2碳纳米管薄膜修饰电极

1.2.3碳纳米管修饰电极的应用

1.3单胺类神经递质

1.3.1肾上腺素

1.3.2多巴胺

1.3.3去甲肾上腺素

1.4分析方法的评价

1.5本课题的研究目的和意义

第二章碳纳米管／Nafion修饰玻碳电极在抗坏血酸共存下选择性测定肾上腺素

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1仪器设备

2.2.2化学试剂

2.2.3碳纳米管／Nafion修饰玻碳电极的制备

2.2.4实验方法

2.3结果和讨论

2.3.1碳纳米管／Nafion修饰电极的物理表征和循环伏安行为

2.3.2在CNTs／Nafion修饰电极上，pH值对肾上腺素电催化效应的影响

2.3.4肾上腺素注射液样品分析

2.4结论

第三章多巴胺在单壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1仪器设备

3.2.2化学试剂

3.2.3 SWCNTs／Nafion／GCE、Nafion／GCE的制备

3.2.4实验方法

3.3结果和讨论

3.3.1多巴胺在SWCNTs／Nafion／GCE上的电化学行为

3.3.2不同扫速对多巴胺电化学行为的影响

3.3.3 pH值对SWCNTs／Nafion电催化效应的影响

3.3.4修饰电极的稳定性与重现性

3.3.5 SWCNTs／Nafion／GCE修饰电极差分常规脉冲伏安法对多巴胺的测定

3.3.5 SWCNTs／Nafion／GCE修饰电极对多巴胺的响应性能及分析应用

3.4结论

第四章单壁碳纳米管修饰电极对去甲肾上腺素的电催化氧化的研究

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1仪器设备

4.2.2化学试剂

4.2.3 Nafion聚合物膜包裹单壁碳纳米管修饰玻碳电极的制备

4.2.4实验方法

4.3结果和讨论

4.3.1去甲肾上腺素在SWCNTs／Nafion修饰玻碳电极上的循环伏安图

4.3.2最佳条件的选择

4.4结论

第五章结论与展望

1.1结论

2.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果