L-半胱氨酸和辅酶A在纳米CdSe/ZnO电极上的光致电化学响应及应用的研究

摘要

L-半胱氨酸（L-Cys）是一种天然产生的氨基酸，已广泛应用在医药、食品添加剂和化妆品中，有缓解修复人体的放射线损伤和广泛的解毒功效。组成蛋白质的氨基酸中，L-Cys是唯一具有还原性的氨基酸，有很高的反应活性，在蛋白质的结构和功能中发挥着非常重要的作用。辅酶A（Coenzyme A）是一种含有泛酸的辅酶，在细胞内由泛酸、L-Cys和腺嘌呤核苷三磷酸合成，能促进体内的物质代谢和能量供给。L-Cys和Coenzyme A都是含有巯基(?SH)的化合物，作为电子供体能发生电子转移反应，抑制光敏半导体纳米材料光生电子－空穴对的复合，产生光电效应。本文制备了纳米CdSe/ZnO电极，利用其光敏和电子受体的性能，与L-Cys或Coenzyme A组成光致电化学系统，发展出L-Cys、Coenzyme A和木瓜蛋白酶（Papain）的光致电化学分析法。主要的研究工作如下：
　　1.采用电沉法在ITO电极表面上制备出ZnO纳米棒。通过水热法制备水溶性的CdSe QDs，利用层层自组装技术将CdSe QDs修饰到ZnO纳米棒表面上，在优化制备条件的基础上，构建了CdSe/ZnO电极。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜(TEM)、电化学阻抗法（EIS）、X射线衍射谱(XRD)对电极的修饰过程和结果进行了表征。
　　2.将CdSe/ZnO电极作为光致电化学敏感界面，利用L-Cys在该电极上的光致电化学响应，通过检测光电流实现了对L-Cys的定量分析。文中探讨了光电化学敏感界面对L-Cys的响应机理，讨论了pH和偏压对测定L-Cys的影响，考察了方法的重现性、稳定性和抗干扰性。在优化的实验条件下，光电流强度随基质浓度的增加而增大，在0.01～20.0μmol/L浓度范围内与L-Cys的浓度成正比，线性方程为：ΔI（nA）=72.66+65.32 C（μmol/L），相关系数为0.998，检出限为0.5 nmol/L(S/N=3)，检测灵敏度为65.3 nA/(μmol?L?1)。将该方法应用于乙酰半胱氨酸药品的测定，相对标准偏差低于2.32％，回收率为99.3%～104%，其它氨基酸不干扰测定。
　　3.将CdSe/ZnO电极与Coenzyme A组成光致电化学反应系统，通过检测CdSe/ZnO电极与电子供体Coenzyme A发生光致电化学反应时产生的光电流实现了对Coenzyme A的测定。在偏压0 V、电解液pH值9.5的优化条件下，光电流强度与浓度范围在0.01～50.0μmol/L的Coenzyme A有良好的对数响应，相关系数R2=0.992，检出限为1.0 nmol/L(S/N=3)。对注射用Coenzyme A药品的测定结果表明，相对标准偏差低于2.13%，回收率为99.1%～105%，其它辅酶不干扰测定。
　　4.基于Papain的巯基蛋白酶属性和CdSe/ZnO电极－L-Cys光致电化学反应系统，利用海藻酸钠的电荷传递功能，通过Papain和CdSe/ZnO电极之间的直接电子转移，建立了Papain的光致电化学分析法。在优化了海藻酸钠的浓度和电解液的pH后，光电流强度与Papain在120～2400 U/mL浓度范围内呈对数关系，相关系数R2=0.993，检出限为24 U/mL。

目录

第一章 文献综述

1.1 L-半胱氨酸和辅酶A

1.2光致电化学分析法

1.3纳米ZnO和CdSe量子点

1.4本文的选题背景和研究内容

参考文献

第二章 实验部分

2.1 实验药品和实验试剂

2.2 储备液的配置

2.3实验方法

参考文献

第三章基于CdSe/ZnO电极测定L-半胱氨酸

3.1引言

3.2实验结果与讨论

3.3本章小结

参考文献

第四章 基于CdSe/ZnO电极测定辅酶A

4.1引言

4.2实验结果与讨论

4.3本章小结

参考文献

第五章 基于CdSe/ZnO电极测定木瓜蛋白酶

5.1引言

5.2实验结果与讨论

5.3本章小结

参考文献

结论

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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