MWNT-COOH修饰玻碳电极的制备及在临床生化检测中的初步应用

摘要

目的： 采用羧基化多壁碳纳米管(MWNT-COOH)修饰玻碳电极，建立应用于临床生化检测中的一种新方法，电化学方法。 方法： 将新购置的多壁碳纳米管(MWNT)加热进行硝酸回流约48小时后，用重蒸水进行抽滤，直到将残余的硝酸全部去除干净，然后取适量干燥后的MWNT用傅立叶红外光谱仪进行红外表征，证实有羧基存在。精确称取已羧基化的多壁碳纳米管1毫克，加入N，N二甲基甲酰胺(DMF)10毫升，放入超声波清沈器超声，直到将多壁碳纳米管充分均匀地分散于N，N二甲基甲酰胺(DMF)中，形成0.1mg/mL的MWNT-COOH黑色溶液。 将新购置的裸玻碳电极以金相砂纸、Al2O3粉末(0.05μm)在麂皮上打磨至光亮，并依次在1mol/LNaOH、1mol/LHNO3、丙酮以及二次蒸馏水中超声洗涤。在0.2m01/LpH=7.0的PBS缓冲溶液中从-0.2～+0.6V范围内进行循环扫描至基线平稳。然后在预处理后的玻碳电极表面滴涂2.5μLMWNT溶液，在红外灯下烘至溶剂完全挥发即成羧基化多壁碳纳米管(MWNT-COOH)修饰玻碳电极，放置备用。 结果： 1.对过氧化氢的检测在0.2mo/LpH=7.0的PBS缓冲液中，MWNT-COOH修饰电极经循环伏安扫描，表现出一对氧化还原峰，峰电位和峰电流十分稳定。在100mv/s扫速下，氧化还原峰电位分别为-0.102V和-0.152V。修饰电极的氧化还原峰很宽，背景电流也大，这是由于电极表面电荷增加所致。根据文献可知在MWNT膜中电活性基团为羧基，在电极上得到4个电子被还原为醇基，再氧化后重新变成羧基。 伏安图表明在-0.2～+0.6V电位范围内，H2O2在裸玻碳电极上的电化学氧化电位很大，只出现拖尾现象，而在修饰电极上出现了一明显的氧化峰，氧化峰电位为+0.142V；说明该修饰电极对H2O2具有很好的催化氧化作用，其可能的原因是MWNT-CH2OH在氧化过程中，产生的不稳定中间体参与并催化了H2O2的氧化反应。但对于具体的催化过程我们还在进一步的研究中。 先用KMnO4将30％H2O2标准溶液进行标定，再按实验所选的条件分别对稀释后不同浓度的H2O2溶液进行循环伏安法测定，随着浓度的增大，H2O2在修饰电极上的氧化电流也随着增大。实验结果表明，在1.2×10-6～1.0×10-3mol/L范围内，H2O2的氧化峰电流与其浓度具有良好的线性关系，其线性回归方程为：|ip|=6.028×10-5+0.475c(H2O2)，相关系数r=0.9986，检出限为3.1×10-7mol/L。 2.对尿酸的检测在0.6mol/LpH=6.84的PBS缓冲液中，在-0.6-+0.8V电位范围内，100mv/s扫速下电极经循环伏安扫描，形成一伏安图，但没有明显的氧化峰形出现，在缓冲液中加入尿酸样品后再在相同条件下进行循环伏安扫描，出现的伏安图中有一明显的氧化峰形，峰电位为+0.409V，说明电极对尿酸催化有了响应。 实验结果表明，在5.0×10-5-6.5×10-3mmol/L浓度范围内，尿酸的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系，其线性回归方程为：|ip|=5.046×10-5+0.562c(UA)，相关系数r=0.9935，相关系数r=0.9989，最低检测线为1.0×10-6mmol/L。 3.对维生素C的检测结果表明在-0.6～+0.6V电位范围内，VC在裸玻碳电极上的电化学氧化电位很大，只出现拖尾现象，而在修饰电极上出现了一明显的氧化峰，氧化峰电位为+0.345V；说明该修饰电极对VC具有很好的催化氧化作用，其可能的原因是碳纳米管在氧化过程中，产生的不稳定中间体参与并催化了VC的氧化反应。 将VC标准品粉分别配成不同浓度的标准溶液，再按实验所选的条件分别对稀释后不同浓度的VC溶液进行循环伏安法测定，随着浓度的增大，VC在修饰电极上的氧化电流也随着增大。实验结果表明，在5.0×10-6～1.0×10-3mol/L范围内，VC的氧化峰电流与其浓度具有良好的线性关系，其线性回归方程为：|ip|=-0.0898+0.5416c(VC)，相关系数r=0.9998，检出限为4.2×10-7mol/L。 结论： 本研究所建立的医用过氧化氢，血清尿酸，尿液中维生素C电化学测定方法，具有灵敏度高，准确性好，快速响应等特点，并且线性范围宽，所需仪器简单，试剂成本低，适合各级医院推广使用。

目录

文摘

英文文摘

声明

前 言

材料与方法

结果

1. 对过氧化氢检测的研究

2. 对尿酸检测的研究

3. 对维生素C检测的研究

分析和讨论

小结

参考文献

附录

致谢

综述 碳纳米管的应用研究进展